基于FPGA的生物电阻抗成像系统激励源设计与实现

设计并实现一种基于FPGA的生物电阻抗断层成像系统的激励源,带宽为33KHz且相位可调。在Notepad++中根据P icoB laze指令系统编写控制代码,经KCPSM3编译生成用户程序,采用中断方式控制数模转换并按设定频率对输出信号进行采样,经巴特沃斯二阶低通滤波输出。结果:仿真与实验结果证明了该方法有效、可行。本文为生物电阻抗断层成像系统激励源的设计实现提供了一种新方法,具有编程量小、开发时间短及出错概率低的优势。     

基于FPGA的高性能三维电阻抗成像系统

构建以FPGA为核心控制器的两层32电极的高性能三维电阻抗成像系统,详细描述了系统的软硬件设计、系统性能测试及成像试验,图像重建采用共轭梯度算法。测试结果表明,系统测量精度达0.082%,系统空间分辨率达0.51%,信噪比达60.3 dB。在盛有盐水的实验盐水槽进行成像试验,结果表明该系统能够准确识别待测区域目标物的个数、位置、大小等信息。系统的构建为深入研究三维电阻抗成像等关键技术提供可靠的硬件平台。     

高精度电阻抗断层成像数据采集系统

针对电阻抗断层成像技术对电阻抗信号采集精度的要求,建立了一个高精度的数据采集系统.该系统主要由一个基于数字合成技术的可编程激励电流源和一个基于正交序列数字解调法的边界电压采集模块共同构成.系统可以在1～190 kHz之间编程选择激励电流的频率,并可在0～1.25 mA之间编程设定输出幅度以满足人体测量的安全要求.系统可同时检测出边界电压的幅值和相位信息.工作频率范围内,系统的共模抑制比高于75 dB,相对测量精度优于0.02%.     

电阻抗成像系统的设计和实现

介绍了电阻抗成像Electrical Impedance Tomography-EIT的基本原理，重建算法，着重阐述了一种由DSP控制的16电极EIT采集系统的设计思想，具体介绍EIT采集系统的各个功能模块，实际的实验结果证明了设计系统的可靠性。     

电阻抗成像技术在临床实时监测中的应用

本文介绍了一种可实时监测患者体腔内出血情况的成像系统。该系统利用血液与周围组织器官电导率的差异．采用16电极通过DSP的控制对人体施加电信号并测量相应的电压改变，从而获得患者体腔内空间电导率的变化，进而利用图像重建算法获得体内出血情况的动态变化。本文着重介绍了该系统的组成原理及各个功能模块的硬件系统的实现，并且讨论了目前存在的技术问题和发展前景。     

基于磁检测电阻抗成像技术的接地网成像重建研究

接地网的拓扑结构和断点将直接影响接地网工作性能。论文提出了一种基于磁检测电阻抗断层成像(MDE?IT)的电阻率重建方法,用于测量接地网的拓扑结构和断点。首先,论文描述了MDEIT中接地网格检测的前向和后向推导问题,并计算了接地网上方的磁场分布。然后,提出了基于最小二乘法的电阻率重建方法。最后,论文通过数值算例验证了该方法的可行性,表明该方法可用于测量接地网的拓扑结构和断点。     

128电极电阻抗断层成像数据采集系统设计

以实现旋转电极法电阻抗断层成像数据采集自动化为目的,设计开发了一种基于NIOS Ⅱ处理器、拥有128个电极的旋转电极法电阻抗断层成像数据采集系统.进行了数据采集实验,在PC机上获得了采集结果,验证了系统的可靠性.     

基于多周期欠采样技术的生物电阻抗成像硬件系统

生物医学研究表明,人体组织复阻抗的实部和虚部均包含着丰富的生理和病理信息,而复阻抗的虚部信息很微弱,不易提取,要求激励频率达到1 MHz以上,提取出虚部信息,从而提高诊断准确性。针对该问题,本文设计了一种基于CAN总线的生物电阻抗成像系统硬件电路,使激励信号的频率扩至10 MHz。电路中采用数字合成器AD9852为各数据采集单元提供统一的时钟信号,采用16位1MSPS的模数转换器AD7677以及多周期欠采样技术对高频段波形采集信号,最后利用数字相敏解调技术获取复阻抗的实部和虚部信息。     

基于FPGA和CIS的人民币图像采集系统设计

对基于FPGA和CIS的人民币图像采集系统进行了研究,并试制了实验设备.在分析CIS各种驱动信号时序关系的基础上,利用FPGA实现了CIS所需的各种驱动信号,完成了FPGA的逻辑设计.在此基础上进行了图像采集实验,并针对采集的灰度图像数据的稳定性和采集速度进行了分析.实验结果表明:该实验系统在图像采集速度和数据稳定性方面是比较满意的.     

电阻抗成像系统的设计

介绍了电阻抗成像系统,该系统以PC机作为上位机,用来进行可视化控制、实时成像显示操作鸦下位机采用高速单片机,控制电极选通、数据采集及预处理,并与PC机进行通讯;采用直接数字频率合成穴DDS雪技术产生高精度激励信号源,用相敏解调方法实现高质量数据获取。实验结果表明该系统能达到电阻抗成像(EIT)的性能要求。     

一种肺呼吸电阻抗实时成像系统

介绍了一套用于肺呼吸过程电阻抗实时成像的16电极EIT系统,描述了该系统的软硬件设计、系统性能测试及利用共轭梯度算法进行成像试验。在盛有盐水的实验水槽上进行了有机玻璃棒的动态成像实验,结果表明该系统能够对动态目标进行准确识别。采集志愿者呼吸过程的数据,并对肺呼吸图像重建中胸腔模型对成像质量的影响进行了对比试验,最终获得了清晰的肺部呼吸过程的图像,为深入开展肺功能评价研究及呼吸过程的床旁监护等需求奠定了可靠有效的硬件基础。     

基于FPGA的数字超声内窥镜接收系统设计

根据数字超声成像的要求和超声信号的特点,设计了由高速采样电路和FPGA正交解调电路组成的数字超声内窥镜接收系统。采样电路由AD8138和AD9235实现,对放大后的超声回波信号直接进行模数转换;FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏模块构建数字正交解调电路,提取超声回波信号的幅度;获取的幅度信息经USB2.0接口电路送入计算机显示。对玻璃杯进行的静止扫描成像实验,验证了接收系统的小信号检测能力,可以检测到信噪比约为4dB的回波信号;对玻璃杯进行的旋转扫描成像实验,表明接收系统可用于数字超声内窥镜成像。     

基于电阻抗原理的水质快速检测系统

介绍了一种基于电阻抗原理的水质快速检测系统。高速微控制器实现电极选通、数据采集并与PC机进行数据通信;PC机作为主控机控制下位机工作,并通过GPRS模块实现远程数据通信。实验结果表明:该系统基本满足对水质检测的性能要求,通过对系统软硬件的进一步改进和完善,可望实现对工业废水实时快速检测的目标。     

基于FPGA的多功能生物电信号检测系统

设计了一款基于FPGA的多功能生物电信号检测系统,通过更换不同的前置模拟盒对神经肌电信号、心电信号、表面肌电信号进行检测和分析。系统模拟电路与数字电路紧密结合,FPGA采用硬件电路与Nios嵌入式软件协同设计,实现了对生物电信号的采集、处理、存储、显示和分析。     

基于FPGA的光电信号转换系统的设计

随着现代网络传输媒介技术的发展,光纤逐渐成为传输媒介中的主体,在光纤媒介中所传输的信号为光信号,无法直接进行信号处理。针对现代以太网通信数据量大,要求信号转换速度快等特点,提出基于FPGA的光电信号转换系统的设计和实现,并对设计的系统进行测试,从测试结果中可以看出系统实现了光电信号的转换。     

基于FPGA的高精度数字移相信号发生器的设计

以FPGA为核心,采用锁相技术、直接数字频率合成(DDS)技术产生两路频率相同而相位不同的移相信号。同时通过STC12LE5A60S2单片机控制,可任意设置两路信号的频率、相位差。输入和输出的波形参数可通过液晶12864显示。实验结果表明,系统输出的波形相移精度高、稳定性好,具有良好的实用性。     

基于FPGA的TDLAS气体测量系统

提出了基于FPGA的气体检测系统,实现了TDLAS气体测量系统小型化、数字化.利用FPGA并行计算、易于实现DDS信号发生和正交数字锁相等特点,可以满足TDLAS测量过程中的高频信号发生、谐波信号的提取等计算,从而采用正交数字锁相方法及拟合法实现气体的测量.将激光器、温度控制模块、电流驱动模块、信号发生器、光电探测器、带通滤波器、ADC采样集成在同一块印制电路板上,实现系统的小型化和集成化.最后,通过在空气中对氧气浓度进行长时监测,验证了本系统的稳定性.     

A calculable sensor for electrical impedance tomography

A calculable sensor has been developed for electrical impedance tomography. An analytical model of the sensor is established, in order to show the calculable property of the sensor. The sensor obtains the information of both conductivity distribution and permittivity distribution of the cross-section of the pipe and provides a new strategy of dual mode tomography. Experimental results on the prototype are presented to validate the calculable property of the sensor, and to illustrate the effectiveness of the model with a fast and robust image restoration algorithm based on the energy method.     

基于FPGA的高频全数字低电平系统算法实现

本套加速器高频低电平系统(LLRF)是中国ADS注入器II高频系统的原型机,其工作频率为162.5 MHz,以实现超导加速腔的幅度与相位稳定控制和谐振频率调节。该系统主要由射频前端和数字信号处理FPGA两部分组成。射频前端主要实现高频信号的上下变频和电平匹配;数字信号处理FPGA是系统的核心,主要完成射频信号幅值与相位的数字稳定控制,超导腔谐振频率控制,以及1 000 M以太网通信。在实验室环境下,对该系统进行了幅度和相位稳定度测试,相位稳定度峰峰值为±0.3°,有效值为0.09°,幅值相对稳定度峰峰值为±5×10-3,有效值为3.2×10-3,达到了设计要求。