水体重金属检测仪的设计

针对传统水体重金属检测仪存在实时性差、体积大等缺点,设计了一种基于ZigBee无线传输技术的水体重金属检测仪。该系统采用阳极溶出伏安法检测原理,利用恒电位信号激励三电极传感器,使其发生富集、溶出效应,运用微弱电流检测电路检测溶出过程产生的氧化电流大小,在实验室条件下通过重金属标准溶液对仪器进行标定,得到采集电压与重金属离子种类的关系。实际测试结果表明,该检测仪能准确检测水质中重金属的种类,具有检测响应速度快、实时性好等优点,具有一定的推广应用价值。     

基于光电离原理的挥发性有机化合物检测器的设计

利用集成了A/D转换器、CAN控制器以及D/A转换器的高性能单片机C8051F040为控制核心,设计了一种基于光电离原理的用于检测挥发性有机化合物的气体检测器。该检测器的电离室主要是由3个绝缘片叠加而成,其中安放3个电极片用来提供偏置电场和收集离子,从而产生微电流;微弱信号检测电路选用高精度运算放大器ICL7650作为前置放大器,将微电流转化成电压并放大,从而便于单片机采集。该检测器具有携带方便、测量范围宽、检测精度高、检出限低、响应快等特点,可以满足作业现场的实时连续检测。     

基于电流模的荧光信号放大器和滤波器的设计

提出了一种采用基于电流模的放大器和滤波器电路设计方法,并利用第二代电流传输器CCⅡ实现了三阶巴特沃思低通电流模滤波器。在对第二代电流传输器结构和原理进行分析的基础上,利用CCⅡ设计了三阶巴特沃思低通电流模滤波器,并把R和C提取到CCⅡ芯片外面使它更好应用于低频荧光信号测量。电路经过Pispice的仿真证明了电路的可行性,从而提高了荧光信号检测电路的速度和信噪比,使得检测精度大大提高。本文提出的方法正确、原理清楚、电路可行。并且,电流模技术为微弱荧光信号的低噪声测量、放大和滤波提供了一条可行的技术路线。     

CMUT电流信号的转化放大与滤波电路设计

针对电容式微机械超声换能器(CMUT)高灵敏度、宽频带的特点以及微弱电流检测的需求,设计了一种高增益、宽频带的三级放大电路,实现对CMUT器件的微弱电流信号的检测、放大以及滤波功能。通过搭建测试系统平台,实现CMUT对水下超声信号的接收,对电流信号接收放大与滤波,同时对电路性能进行测试验证。实验结果表明,电路可以对CMUT器件产生的微弱电流信号进行转换放大和滤波,增益可以达到130 dB以上,同时前两级电路结构的带宽也可以达到10 MHz,涵盖了CMUT的工作频带。测试结果表明,第一级与第二级电路结构具有良好的线性度与稳定性,第三级电路结构的测试结果与仿真结果具有一致性,该电路可以对CMUT发出的微弱电流信号进行转化、放大和滤波。     

基于混沌理论的微弱信号检测及自跟踪扫频电路实现

为解决工程实际中因待测信号常常被淹没在噪声背景中而传统信号检测方法难以检测等问题,将基于混沌理论的非线性信号检测技术应用到实际工程故障诊断中,开展了基于Duffing振子的微弱信号检测原理的分析,建立了混沌振子与微弱信号检测之间的关系,提出了基于Duffing振子的微弱信号检测方法,利用混沌系统相变对周期小信号的敏感性和对噪声具有免疫力的特点,设计制作了基于Duffing振子的微弱信号检测电路;对微弱信号检测的自适应进行了研究,利用AVR单片机及AD9850等芯片实现了信号检测电路的自动跟踪扫频功能,最后开展了该信号检测电路对不同频率微弱信号的检测试验。研究结果表明,用该电路可以实现在工程中常见的噪声背景下的中、低频率微弱周期信号的检测。     

多通道环境下油样检测光谱分析系统的方案研究

对于光谱仪的信号采集系统的两个关键技术指标是微弱光电信号的处理和多通道数据的同步采集和传输。在分析信号采集的工作原理基础上，结合工程应用，研究了用于直读光谱仪的多通道数据采集与处理系统。基于微弱光电信号的特性和系统性能指标的需求，设计了以FPGA为控制核心、信号调理模块增益可控、多通道数据并行采集、实现数据无损传输的系统总体设计方案。设计了实现数据采集系统各功能模块的硬件电路，以及FPGA对系统各个模块的控制逻辑，并完成系统硬件测试和功能测试。测试结果表明本系统能够采集光电倍增管输出的微弱电流信号。     

气路静电传感器信号处理电路设计及仿真分析

针对航空发动机气路静电传感器输出信号微弱且易受外在及固有噪声影响的特点,设计了一种新型静电信号处理电路。基于静电传感器感应电极的等效电路模型,设计高输入阻抗FET运算放大器作为采集模块,采集输入信号并实现电流值到电压值的转换;进一步利用低噪声测量放大器作为信号放大模块将微弱信号放大;使用直流电池作为电路供电模块,以隔绝外在电缆引入的工频干扰。对电路的增益、带宽及噪声特性进行分析,通过Multisim软件进行电路仿真;最后通过实际信号测试对电路的信号处理效果进行验证。仿真及测试实验结果表明:设计的电路能够有效放大静电信号并减少毛刺噪声,具有良好的处理效果。     

原子力显微镜探针振动信号检测电路设计

针对基于模拟电路的原子力显微镜探针振动检测系统噪声高,抗干扰能力差,以及基于数字集成电路的检测系统对不同控制系统兼容性差,成本高的缺点,且探针位移小,频率高的特点以及光电信号检测的准确度和精确度都对成像质量有直接影响,文中设计一种高增益、宽频带的基于运算放大器的探针信号运算处理电路,实现对原子力显微镜四象限微弱光电信号的检测、放大、逻辑运算以及滤波功能。实验表明:电路可以对四象限微弱电流信号进行I-V转换,放大增益可以达到40 d B以上,同时逻辑运算电路可检测共振频率为70 k Hz～2 MHz的探针振动信号,涵盖了原子力显微镜的探针振动工作范围。该电路很好地抑制寄生电容的影响,检测系统整体热噪声低于■。     

电阻层析成像系统的设计

针对传统的电阻层析成像系统存在的精度低、稳定度差、动态响应慢的问题,设计了一种新型的ERT测量系统。主要从硬件电路设计及微弱信号处理着手,提出了解决方案。硬件部分主要设计了激励信号源、电流源电路、电极选通逻辑控制电路、程控放大、乘法解调、低通滤波等功能电路,实现了对ERT微弱信号的调理。以STM32F4作为主控芯片,采用模数转换器AD7606实现了数据采集,提高数据采集系统硬件电路的性能,提高系统的稳定性、实时性和数据精度。     

用于电离层离子探测的多路微弱电流检测电路设计

针对电离层离子探测传感器对电流检测电路的需求,设计了一种适用于阻滞势电位分析仪和离子漂移计复用传感器的多路微弱电流检测电路。在放大模块设计中,分析并仿真对比了T型电阻网络和跨阻式电阻网络的噪声及直流偏置水平,研究了不同反馈电容下的噪声、带宽和时延等特性。为降低电路噪声水平,提高电路整体性能,设计了滤波模块、采集模块和高精密电源模块。实验结果证明：该电路系统具有良好的准确性、一致性、稳定性和实际应用性,可推广应用于电离层微弱信号检测领域。     

基于LabVIEW的NO_x浓度检测系统的设计

开发了一套基于LabVIEW的NO_x浓度检测系统。针对检测系统对微弱信号检测与提取的要求,设计了一个以电流电压转换器、仪表放大器以及二阶低通滤波器为主要电路结构的mA级数字电流表。利用该检测系统可采集样本数据,数据通过基于最小二乘算法的曲线拟合来绘制浓度曲线从而确定被采样环境的NO_x浓度值。实验表明:该系统有效抑制了噪声干扰,提高了检测的精确度,具有很强的实用性。     

基于FPGA的增益可调微弱信号采集系统设计

针对以往采集电路中放大倍率固定,适用的采集环境单一,不可灵活调理实际微弱信号的现状,设计了基于FPGA的增益可调微弱信号采集系统,该系统以FPGA为核心,以集成运算放大器OP37G,模拟开关DG611DY组成增益可调放大电路,具备了×0.5,×2,…,×100,×200等10种放大倍率可编程控制的功能,以高精度模数转换芯片AD7865为采集芯片,实现了高精度微弱信号的采集。试验结果表明:系统在多种微弱信号环境下经增益电路放大后,各通道采样精度均能达到0.1%。系统可灵活应用于多种微弱信号采集环境,稳定可靠,已成功应用于某微弱信号测试场合。     

烟气颗粒物浓度激光测量仪光电传感器运算处理电路设计

设计了一种烟气颗粒物激光检测仪的激光信号处理电路,检测系统应用激光Mie散射原理.信号处理电路采集散射光的光强信号,采用双光路结构消除干扰噪声,将微弱电流信号转换成便于测量或转换的0-10V电压信号,输出稳定,反应灵敏,能够对输入的变化快速反应产生可信输出.     

极微弱准直流电流信号测量电路的设计

针对极微弱准直流电流信号检测中的噪声和零点漂移问题,采用理论分析和数值计算的方法设计了一款检测电路,包括前置放大器、主放大器和滤波电路。试验表明,该电路具有较低的噪声、较高的灵敏度、较宽的量程和较低的零点漂移量,能够满足实际测量要求。实验结果与理论分析和数值模拟相吻合,可以为极微弱直流电流信号测量技术领域的研究工作提供参考。     

轨道车辆速度传感器接口电路的兼容性设计

轨道车辆的速度传感器一般有电压型和电流型两种信号接口类型,具体的车辆设备通常只有一种信号接口,速度信号接口不具备兼容性,传感器不能互换。论文介绍了一种电压型和电流型兼容的轨道车辆速度信号采集电路,经过实际运用,该电路能够兼容电压型和电流型两种接口的速度传感器,电路工作稳定可靠。     

一种检测弱电流的半导体磁阻式电流传感器

为了检测微弱电流，设计了一种适用于信号处理电路的InSb-Ink共晶体磁阻元件（MR）制成的半导体薄膜磁阻型电流传感器（MRCS）。此种电流传感器是用同时改变两个InSb-In磁阻元件阻值的途径来实现这一目的的，它取消了大容量的耦合电容，可缩小体积和改善频率特性。经计算选择特定的电路参数，使得电路输出信号为引起磁阻改变的微弱电流产生的磁场成正比关系，从而实现了微弱电流信号的检测，通过实验研究了此种电流传感器的工作特性，其通频带为7－1800Hz，被检测的弱电流信号可低至10mA，并且温漂得到良好的抑制，继而从理论上对其进行了分析。     

基于EPIC穿戴式便携心电监护设备的设计

采用EPIC非接触式心电检测电极实现单板集成的心电监护采集传输系统的设计。在前期分析了传统心电信号采集方式主要问题的前提下,系统改用非接触式心电检测电极;基于EPIC传感器的特性,改进双导心电信号的采集驱动电路,重新设计和优化电路结构,取得较好的综合效果;系统采用基于无线通信的分布式节点监护,为后续穿戴式医疗监护终端的发展提供了基础。     

基于电流模的荧光信号滤波器设计

针对荧光信号测量中的特点,提出一种基于电流模的滤波器设计电路。提高电路的整体性能,又不会产生过大的噪声,从而提高荧光信号检测电路的速度和信噪比,使得检测精度大大提高。     

基于电流模式的精密有源AC-DC变换器的新实现

用改进型电流传输器实现了两种新的基于电流模式的精密有源 AC- DC变换电路 ,其中一种电路具有整流放大的功能 ,两种电路均可在微安或微伏数量级的信号下正常工作 ,因此在微弱信号的处理中明显优越于基于电压模式的同类电路。计算机仿真和实验结果证实了电路的正确性     

高压智能兆欧表中的微电流检测

本文介绍了高压智能兆欧表中微弱电流的检测方法。运用具有很大动态范围，对小信号具有高分辨力的对数放大电路实现了ｎＡ级微弱电流的检测。同时，用软硬件相结合的方法有效地消除了对数放大电路存在的零点温漂和灵敏度系数的温度效应