表面阻抗法测量水声材料声反射系数误差分析

针对采用单矢量传感器表面阻抗法对水声材料进行反射系数测量时产生的测量误差问题,从理论上系统地分析了表面阻抗法的误差来源、影响大小和测量不确定度。通过数值计算,重点分析了矢量传感器对材料边缘衍射效应的抑制作用,提出了规避其影响的方法,并讨论了发射声源和测量系统等参数对测量结果的影响。数值计算结果表明:基于矢量传感器的表面阻抗法对材料边缘衍射效应起到了一定抑制作用,测量结果优于双声压水听器法;表面阻抗法对矢量传感器各通道声压灵敏度误差和相位不一致性较敏感;在低频、大角度入射情况下表面阻抗法对测量系统参数误差较敏感。     

基于交流阻抗法的土壤湿度测量

采用交流阻抗法快速测量土壤的湿度. 将双探针传感器一端插入土中,作为阻抗器件,另一端与NE555芯片相连,组成电阻频率转换电路,使加载在被测土壤上的直流电变为交变电流,同时将土壤的交变阻抗转换成频率信号,不需要模数转换,就可以通过单片机测得频率值. 通过频率与土壤湿度间的线性关系,获得土壤湿度值. 交流阻抗法有效克服了在直流电作用下带来的土壤电极极化现象,在快速测量的同时保证了测量精度. 实验结果表明该方法能有效测量0%~20%的土壤湿度范围.     

基于同步采样的射频元器件分布参数矢量的电流电压比例测试技术

研究了RFI－V法的基本原理及减少测量非线性的途径，RFI－V法的电路结构与实现方法，射频阻抗分析误差校准，补偿模型和频率内插算法及其软件实现，研究了基于锁相同步，分时复用公共信号接收变换处理通道的数字化阻抗分析技术以及关键电路的设计实现，提出了一种基于直接中频采样，数字移相对消的镜象混频器方案，具有很好的混频线形特性及极高的镜象组合干扰抑制能力，简化了系统结构，进行了计算机仿真，研究了一种基于直接射频同步采样，预测式自适应迭代反馈技术的射频矢量信号测试方法，可以有效改善系统线形特性，拓展测量动态范围，提高系统响应速度。     

基于交流阻抗法的蓄电池内阻测量

给出了一种基于交流阻抗法的铅酸蓄电池内阻测量方法．用精密电阻和电池构成串联电路,采用交流注入法对蓄电池注入微弱正弦波信号．通过对输出响应进行一系列的滤波、正峰值检测、放大以及AD转换和采集,然后根据测量到的电压比来推算电池内阻．为验证该方法的有效性,设计了基于C8051FD40单片机的电池内阻测量系统．以20Hz的正弦交流信号作为激励源,分别测量电池和精密电阻两端的响应信号,从而推算出电池内阻．试验结果表明：该方法能够被有效地用于铅酸电池内阻测量,测量结果稳定有效．     

基于DSP的2FSK实现

DSP芯片在现代通信领域得到了广泛的应用,基于DSP芯片信号处理的特点,用TI公司的TMS320C6713设计数字振荡器实现2FSK的调制,用迭代法产生正弦波,并采用差分检波算法对信号进行解调,该算法计算量小,易于实现。仿真结果表明,该设计方案完全能达到设计要求。     

基于Hausdorff距离的穴位阻抗重复性

为了实现人体电阻抗的自动连续扫描,开发设计一套基于直角坐标机器人的穴位点与经络阻抗扫描系统.为了检测该阻抗扫描系统的稳定性与可重复性,提出采用Hausdorff距离来评价不同数据曲线的相似程度.选取人体背部两肩胛冈下角点之间的直线段作为扫描路径.采用同惠公司生产的TH2825阻抗分析器来测量阻抗数据.该实验中激励信号为幅值为1 V、频率为1 kHz的正弦波,量程设为100 kΩ.直角坐标机器人经过调节可以沿着上述的直线段自动、连续地测量处于凝胶电极与银电极之间的阻抗.该实验共选取7名受试者,在25 ℃、湿度为50%的环境下进行测量.每名受试者在同一直线上进行5次连续扫描.采用Hausdorff距离来评估从同一名受试者获得的5次阻抗采样数据曲线的可重复性与相似性.实验结果表明,该阻抗测量系统具有良好的稳定性与可重复性.     

基于射频芯片A7105的航模无线收发系统的设计

基于射频收发芯片A7105,通过单片机WT51F516的控制处理,设计了一款2.4 GHz六通道航模无线收发系统。此无线收发系统核心部件采用射频芯片A7105与功放芯片AP1110,并使用跳频机制进行数据传输。基于ADS软件分析射频芯片外围电路和天线的阻抗特性并得到了50Ω阻抗匹配电路。此系统成功实现了100 m范围内的无线信号发射接收,具有成本低廉、功耗小、接收距离远的特点,并且能够应用在中低端航模中。     

单矢量水听器水声材料声反射系数自由场大样测量方法

为了实现水声材料法向声反射系数的自由场宽带测量,将单矢量水听器作为测量系统的核心设备,结合脉冲声发射技术与后置逆滤波信号处理技术,提出了基于单矢量水听器的水声材料法向声反射系数自由场宽带测量方法,通过矢量水听器电子旋转技术实现直达声与反射声的有效分离。讨论了测量系统误差以及接收信号的信噪比等因素对测量结果的影响,该方法对信噪比有一定要求,但对测量系统误差不敏感。实验测试结果表明:与未经后置逆滤波处理的实验测试结果相比,文中所述方法显著提高了测量性能,但受发射换能器低频发射能力限制,实验结果在2.5 kHz以上与理论值吻合较好。     

基于DSP的高精度频率测量系统的研究

针对在脉冲频率测量中,测量精度低的问题,提出了一种基于DSP芯片的频率测量系统.采用TMS320VC5502作为核心处理单元,以多周期同步测频法为理论基础,结合DSP芯片的高精时钟、快速运算的优点,实现了高精度的频率测量,并提出了进一步提高测量精度的方法.使用两个定时器和一个外部中断进行测量,DSP进行标准频率和被测频率信号的计数,并计算测频结果,发往上位机.结合实验结果进行了精度分析,测量精度达到10~(-9)数量级.     

一种数字频率特性测试仪的设计

设计了一种基于正交调制原理的数字频率特性测试仪,系统用稳态响应法测量电路的频率特性.单片机作为主控芯片,完成系统的总体控制及数字信号处理;使用集成的直接数字频率合成芯片输出全频率范围内的正弦波.系统对待测电路的输入信号及其输出响应采样,经数字信号处理后,获得电路的幅频特性和相频特性.设计的测试仪测某RLC网络,中心频率的相对误差小于0.2%,有载品质因数相对误差小于1.25%,最大电压增益大于-1 d B.频率特性测试仪输入输出阻抗均为50Ω,幅频误差绝对值小于0.5 d B,相频误差绝对值小于3°,测试仪能满足微机械谐振传感器特征参数测试需求.     

无CPU程控波形发生电路研究

控制系统的激励、系统的检测及测量需要不同种类的信号。国内市场的多数信号源功能不强,能产生的信号种类少。使用直接数字频率合成（ＤＤＳ）技术设计信号发生电路,是一种执行固化程序产生信号的机制,因而可产生的任意种类的信号。用硬件电路来替代ＣＰＵ的程控功能,使得程序执行速度得提高,即可产生同频率的信号。使用ＤＤＳ技术研制的信号发生结构简单,稳定度好,成本低廉,其最突出的特点是更新改变输出波形的种类极其方便     

相位舍位对DDS谱分布的影响

采用严格的信号分析方法,运用离散傅里叶变换(DFT)和傅里叶变换(FT)详细推导了理想状态和相位舍位条件下直接数字频率合成器(DDS)的频谱分布规律。所得到的理论推算结果与目前公认的结果一致,这对实际的DDS系统设计有着极大的参考价值。     

一种长时体温测量系统的设计

目的：本文结合临床上对体温探头的基本要求研制出了一种可用于医院或家庭使用的可对人体体温长时间测量的数字体温测量系统。方法：该体温测量系统的体温采集和处理均由单片机独立完成,输出数字体温信号经USB转换串口模块送上位机实时显示人体体温。结果：经过多次长时间对该系统做测试实验,表明该体温测量系统具有测量精度高、抗干扰能力强、性能稳定的特点。结论：该体温测量系统适合医院或家庭长时间对体温的监测,具有很好的实用价值。     

分层介质波导中的声矢量场传播

目前,矢量传感器在水声测量的探测技术中的应用已逐渐受到重视,但所采用的声压p和振速(Vx,Vy,Vz)联合处理技术还是建立在假定海洋波导中各位置处的声波阻抗数值都相同且为实数的基础上,而海洋环境效应的作用将不同程度地导致矢量处理器性能的降低.从实际应用的需求出发从理论上研究浅海分层介质波导中声压和振速场的传播特性,分析了声波阻抗率与频率、声源和接收器水平距离间的变化关系.理论分析和计算结果表明,只有在远场条件下,声压和水平振速信号才趋向于同相位;在通常噪声测量要求的距离上,声压和水平振速的传播损失相当,但必须注意声压和水平振速间的相位差随频率和声源距离的变化,而声压p和振速垂直分量Vz比值的模和相位差随频率和距离的变化复杂.这些结果为利用声矢量场进行水声测量和探测提供了基本的物理图像     

基于DDS技术的交流信号发生器设计与实现

采用直接数字频率合成(DDS)技术产生信号,具有输出频率精确度高,控制调节方便等优点.介绍了DDS技术的基本原理,分析了如何应用DDS芯片AD9850、单片机以及运算放大器设计交流信号发生器.     

一种基于计算机视觉的螺旋焊管焊缝自动跟踪系统

根据钢管生产厂提出的要求,设计并研制了一种基于计算机视觉的螺旋管焊缝自动跟踪系统．该系统以CCD摄像头为传感器件,运用计算机视觉技术对获取的图像信息进行实时处理,并以视觉伺服的方式实现螺旋管焊缝自动跟踪．介绍了系统的工作原理及总体结构,并详细介绍了为加强工控机信号处理能力而设计的并行高速信号处理单元（DSP从系统）和采用多尺度小波变换实现模糊图像边缘检测的算法及其对实际焊缝图像的处理效果．     

基于ARM920T嵌入式低频数字扫描仪设计

系统采用ARM920T作为核心处理嚣,以低频信号作为信号源,采用DDS技术,从而实现相频、幅度、频率特性的分析仪器,能够简单地实现信号源的时域和具体参数的波形。系统主要由ARM920T控制处理器、DDS扫频模块、ADC采样模块、DAC输出模块、检波滤波器模块、扫频信号源幅度模块组成。其中处理器采样ARM920T,扫频信号源采样DDS芯片AD9851,检波模块以AD637JQ芯片构成,相位检测模块由AD8302芯片构成,DAC芯片TLV5618控制扫频信号的幅度。实验结果表明,仪器可以检测20Hz～1 MHz左右的频率信号源,可以显示在LCD屏幕上,直观地读出频率、幅度和相位。     

基于嵌入优化的铣削去重平衡机电气测量系统研究

目前铣削去重平衡机电气测量系统是由微控制器和外围器件级联而成,集成度低、信号处理算法单一、测量误差大,对实现智能铣削有很大的限制。基于此,提出了基于嵌入式OMAP的自动铣削去重平衡机电气测量系统的实现方法。首先,通过OMAP双核架构中的ARM子系统完成对平衡机电气测量系统的控制功能,DSP子系统实现数字信号处理和不平衡量的解算;其次设计实现了基于谐波小波包的数字带通跟踪滤波器;最后利用谐波小波包在频域对信号进行无限细分的特性来提取任意一段微弱信号的特征。仿真及测试结果表明,该系统有效抑制了近频信号干扰,提高了信噪比,并对初始不平衡信号特征实现有效还原。     

基于DDS的宽带信号源的设计与实现

信号源是通信、电子测控等设备的基础单元,频带宽、精度高、谐波失真小的信号源是设计和制作的难点。本文介绍一种电压控制LC振荡器设计方法,采用直接数字频率合成技术（DDS）,选取高稳定度晶体振荡器做参考源,通过频谱搬迁,使电压控制LC振荡器达到了大于倍频程的输出带宽,频率范围从10MHz～40MHz,输出频率步进间隔为1M±1Hz,波形失真小,稳定度优于10^-6。     

磁感应断层成像中的高频率稳定度信号源的选择

磁感应断层成像系统中信号源频率稳定度对相位测量精度有着重要的影响.推导了信号源频率稳定度与系统相位漂移的关系,且对采用DDS、PLL两种方式实现的信号源频率稳定度进行了测量和对比,测量了采用不同频率稳定度的信号源时系统的相位漂移.结果表明,DDS产生的信号频率稳定度较高,系统相位漂移随信号源频率稳定度的提高而减小.