液相QCM生物传感器电路系统设计

设计的石英晶体微天平（ QCM）仪器主要用于微量物质在液体中的生物化学反应的测量,根据液相QCM生物传感器的需要完成了电路系统部分的设计,选用Microchip的单片机为液相QCM生物传感器的电路系统的核心,主要包括电源部分、信号激励与接收部分、温控部分,实现了石英晶体的激励和频率的检测、温度的采集与控制等功能。上位机检测结果显示：实际温度控制精度误差为0.2℃,能顺利检测到最佳谐振频率,表明该系统能够较好地达到预期的要求。     

小型FBG解调系统中数据采集的实现

为了实现FBG解调系统的小型化和低功耗,提高FBG传感信号的采集精度,设计了一种用于小型化FBG解调仪的数据采集系统。该系统以DSP和CPLD为硬件开发平台,应用高精度A/D转换芯片采集光电检测器输出的电信号,完成了软硬件调试。实验结果表明,该系统能够准确地采集FBG光谱信号,满足FBG传感系统波长分辨率、采集速度和数据存储容量的要求。     

高频单面无极石英晶体监测二氧化硅的刻蚀

研发一种能监测二氧化硅刻蚀的高频单面无极石英晶体微天平(H-S-ES-QCM)传感装置,该检测装置是基于单片机控制DDS数字发生器产生正弦波信号对无极石英晶体进行扫描激励,通过相敏检波对其谐振频率信号采集的一种分析系统.H-S-ES-QCM可实现对二氧化硅刻蚀实时监测,其使用工作频率在100 MHz的压电石英晶体作为传...     

叶尖定时旋转叶片振动测量新技术

设计了一套基于叶尖定时传感的旋转叶片振动测量系统.系统主要由光电传感系统、振动信号采集与预处理系统、叶片振动数据处理系统3部分组成.叶尖定时传感器采用单根光纤发射、多光纤接收的Y型结构,并用高性能专用集成芯片完成弱光信号的放大检测,使传感器信噪比大于500,信号带宽大于50 MHz.设计了基于PCI总线,并融合CPLD和DSP技术的高速叶尖定时信号实时采集与处理板卡;建立了同步共振条件下叶片振动的数据处理模型,实现了叶片振动的实时监测.     

生物神经信号采集与模式识别

研究并实现了生物神经信号实时采集和分析系统,其集生物信号采集、模式识别、反馈控制于一体;设计了交替缓冲方法实现采集和存储的数据共享;提出了多速率压缩算法以实时分析采集信号的特征;给出了生物神经信号的模式识别的准则。该系统已在生物神经信号采集中得到实际应用。     

塑料齿轮传动误差试验机数据采集系统设计

塑料齿轮传动误差试验机是一种新型齿轮测量仪器,针对塑料齿轮传动误差试验机对数据采集系统高速度、多种类、并行采集的技术要求,设计了一款基于Zynq7000的数据采集系统。通过Zynq7000的PL部分实现多路光栅信号的同步采集,设计状态机驱动一个16位精度的ADC芯片ADS8584S采集模拟信号,把采集到的结果写入FIFO中,通过AXI和DMA控制器把数据存储到DDR3中,利用LWIP协议栈实现了数据采集系统和上位机之间以太网通信。经初步验证,该系统可以实现光栅信号和模拟信号采集、电机控制和频率测量等功能,光栅信号采集频率可以达到10 MHz,模信号采集精度可以达到0.06%。系统能够满足试验机数据采集要求,也可以用于其他仪器光栅信号高速采集,采用网络通信,为以后仪器智能测量、远程测量奠定了基础,具有很好的应用前景。     

多生理参数的无线实时监护系统设计

基于ZigBee PRO无线传感网络技术,以SoC芯片CC2530为核心控制元件,采用脉搏传感器、温度传感器等传感技术,设计了一个无线实时监护系统。实现了人体的体温、脉率以及脉搏信号等生理参数的采集、实时定位等功能,采集到的数据通过ZigBee网状网络传输到监护系统终端。     

基于STM32的电机振动信号采集检测系统

设计了一种电机振动信号采集检测系统,通过传感器将位移信号转换为电流信号,将电流信号转换为±4 V电压信号;并采用MAX295作为低通滤波器,滤除采集系统的高频分量; AD7606芯片将采集到的数据传给主控芯片STM32F429,并设计了系统软件。STM32可通过输出脉宽调制(PWM)波控制AD7606的采样频率,软件实现了数据的实时传输与保存,以及信号频谱与相关参数在屏幕上的实时显示。测试结果表明:设计的采集系统具有实时、可靠的优点,能够有效测量电机振动信号。     

TMS320C6727的音频采集处理与回放系统设计

设计一个基于浮点DSPsTMS320C6727的8路音频信号采集与处理系统。介绍该系统的总体方案和软硬件设计;利用TMS320C6727的多通道音频串口（McASP）和PCM4204、PCM4104和DIR9001等芯片实现音频信号的采集、处理、回放和通信;提出了2片模／数转换芯片分别工作在主从模式,从而实现音频采集的设计方案;给出了系统的主要硬件配置和软件流程图。     

基于DSP与FPGA的多通道数据采集系统的设计

针对煤矿井下的安全生产管理信息采集,设计采用DSP芯片TMS320VC5402和FPGA芯片EPF10K50E作为核心控制部分,完成整个系统的数据处理、数据传输等功能。该系统采集信号频率范围宽、数据传送量大、数据传输速度高,并具有较强的扩展能力。     

反坦克弹光纤惯导嵌入式信号采集系统设计与实现

针对战术导弹通用惯性导航系统应用需求设计了一种基于光纤陀螺与石英加速度计传感器的信号同步采集与实时处理硬件系统,完成了方案设计,对各子模块进行了功能划分与指标分配,采用 DSP+FPGA的嵌入式硬件平台架构,实现了三通道电流到频率脉冲的高精度模/数转换,陀螺仪、加速度计敏感的载体三维角运动、线运动测量信号的同步采集与实时处理功能,具有小型化、通用性强的特点,对样机实现的性能指标验证和测试结果符合设计要求。     

基于数据挖掘的发动机频率测试系统设计

为了提升发动机频率测试系统的检测率准确率,降低其虚警率,基于数据挖掘设计一种新的发动机频率测试系统,系统整体架构分为数据采集板、图形界面、数据处理软件三部分,利用CAN总线连接上位机和下位机,通过传感器、供电电源、采集模块、存储器组成数据采集板;由16通道高速数据采集模块、FPGA、LabIVIEWFPGA开发平台组成图形界面,实现系统硬件设计;分别设计了传感器信号调理电路、A/D转换电路、C8051F040单片机及其CAN通讯电路,通过数据挖掘对发动机频率测试系统频率数据进行聚类,实现测试显示以及测试结果的保存;通过CAN通信程序、HT程序、主机程序组成将测试数据传输至图形显示界面,完成基于数据挖掘的发动机频率测试系统设计;实验结果表明,基于数据挖掘的发动机频率测试系统的数据检测率平均值为89.21%,虚警率平均值为10.24%,有效提高了发动机频率测试的检测率,降低系统虚警率,减小发动机频率测量误报。     

MEMS石英振梁高增益谐振电路的设计与分析

介绍了一种基于新型高阻抗QVBA的高增益谐振电路设计和谐振电路的分析测试实验。利用阻抗分析仪4294A测得石英振梁的等效参数,对石英振梁的电气特性进行分析,发现高阻抗石英振梁起振比普通晶振需要更高增益。基于双门振荡电路,利用运算放大器在开环系统中具有无限增益的理论,提高谐振电路的驱动能力。同时采用谐波抑制网络,指出谐波抑制网络可以抑制无用的频率避免传感器输出信号出现泛音频率,并提高谐振电路的稳频速度。考虑电噪声对输出波形质量的影响,在电路的输入部分采用滤波电容,并在电路的输出部分采用反向器整形,使电路输出标准的方波信号。最后利用安捷伦DSO5012A型号示波器和频率计对高增益谐振电路和石英振梁组成的谐振系统进行测试,测试结果表明本文设计的谐振电路与石英振梁组成的谐振系统可以输出标准的方波信号,输出频率精度达到10-5 kHz,在振动稳定以后频率变化小于0.1 Hz,无泛音频率出现,对研究高精度MEMS加速度计传感器具有重要意义。     

基于FPGA的光栅地震检波器信号处理研究

光栅地震检波器是基于光栅检测技术设计的一种新型数字传感器,基于单片机的光栅地震检波器信号处理速度较慢,现场可编程门阵列FPGA时钟频率高,内部延时小,硬件资源丰富,在控制数据采集、转换等方面有着单片机和DSP所无法比拟的优势。为了提高光栅地震检波器的测量精度和分辨力,该文进行了基于FPGA的光栅地震检波器信号处理研究,并将软件细分原则应用于信号处理系统中。该系统基于硬件描述语言Verilog和PicoBlaze软核进行设计,在有效地减小电路板面积的同时,可实现数据的快速采集和高精度测量。     

LFMCW雷达的差频信号采集系统设计

差频信号采集系统是线性调频连续波(LFMCW)雷达的核心部件之一.针对国产某新型LFMCW雷达传感器,设计并实现了基于C8051F120的LFMCW雷达差频信号采集系统,包括调制信号产生模块、差频信号采集模块以及串口通信模块.主要实现的功能有:产生非线性校正后的锯齿波调制信号;采集雷达差频信号并搭建二阶有源带通滤波器进行放大滤波;发送差频信号至上位机等.实验验证了LFMCW雷达差频信号采集系统的有效性.     

基于UHF传感器与以太网的GIS局部放电监测系统设计

针对传统局部放电监测采样率低、信号易受干扰、不利于实时监测,而超高频（ UHF）传感器进行局放监测因设备通信速度慢、无法故障录波的问题,设计了一种基于UHF传感器与以太网的气体绝缘开关设备（ GIS）局部放电监测系统。该系统由一个主控采集系统和若干个传感器模块组成,传感器模块获取局部放电产生的UHF电磁波信号0.3～2 GHz,通过对数检波电路降频至2～10 MHz;主控采集系统采集该信号,通过SDRAM缓存后经以太网发送至变电站管理员,实现对GIS局部放电高速实时在线监测。测试实验结果表明：该系统功能强,速度高,工作稳定,监测范围广,当局部放电发生时,系统能实时发送报警信号,并可提供故障信号波形用以故障分析。10/100 M以太网通信实际速度可达500 kB/s,比传统的RS—485通信速度提高90倍以上。     

NAMUR型速度传感器信号采集电路的设计

为了准确获取NAMUR型速度传感器信号,设计了一种基于PIC18F2480单片机的信号采集电路,并给出了该电路的软件设计流程。该信号采集电路可采集到0~600 Hz的频率信号,并可在线监测传感器断线、短路或正常工作等状态。     

基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统

将声表面波传感器与信号无线保真(WIFI)技术相结合,提出了一种基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统.该系统由声表面波传感器、信号调理电路、处理器、WIFI模块和无线接收终端组成.声表面波传感器混频后的信号经过信号调理电路后,转换为处理器可计频的低频方波信号,并通过WIFI模块将采集到的信号无线发送到接收终端.通过一个输出信号范围在100 kHz~350 kHz声表面波传感器信号采集系统的实现,对该系统的结构、性能进行了验证和测试.实验结果表明,该系统可以实现测试范围内信号的采集、发送和无线接收,系统输入信号与无线接收终端接收信号之间的平均绝对误差为0.843 kHz,最大相对误差为0.51%,无障碍环境有效采集范围约为100 m,有障碍环境有效采集范围约为50 m.     

Uncooled IR imaging array based on quartz microresonators

A quartz crystal resonator's resonance frequency is sensitive to temperature. This sensitivity has been exploited in the past in thermometers made of single, macroscopic quartz resonators that can accurately detect temperature changes of μK. Using semiconductor microfabrication techniques, it is now possible to fabricate a large number of microresonators from a single quartz wafer. It is shown that combining the small thermal mass and high thermal isolation capability of such microresonators, the steep frequency versus temperature characteristics of resonators made of certain cuts of quartz and the low-noise characteristics of quartz crystal oscillators can result in high-performance infrared (IR) sensors and sensor arrays. In a microresonator sensor, the temperature change produced by the absorption of IR energy results in a frequency change that can be measured with a resolution that corresponds to a change in the resonator's temperature of less than a μK. Calculation shows that an array of microresonators in the 200 MHz-1 GHz range can be the basis of an uncooled IR imaging system with a noise equivalent temperature difference, NETD, of <0.01 K. The design and fabrication problems to be overcome before such microresonator arrays can be realized are discussed