R-FOG信号检测系统低通滤波器设计

设计了一种低截止频率、低FPGA资源占用率、高采样率的应用于谐振式光学陀螺 （Resonator Fiber Optic Gyro, R-FOG）数字信号检测系统中面向锁相放大器的低通数字滤波器。简化了滤波器的算法并进行了理论仿真和实验测试,结果表明该滤波器最低截止频率达到0.14Hz,采样率为40MHz,FPGA资源占用率降低至3%,阶数及截止频率调节方式操作简便,且幅频特性和相频特性优良。在谐振式光学陀螺信号检测系统中进行了测试,解调曲线零基准点稳定性明显提高。适用于以谐振式光学陀螺输出信号为代表的微弱信号检测系统。     

一种基于MATLAB的CMUT阵列设计与成像仿真方法

为了分析阵列设计参数与成像效果的关系,提高微电容超声传感器(CMUT)阵列设计的可靠性,提出了一种仿真CMUT阵列水下成像方法。设计了一种CMUT结构,振膜厚3μm,振动单元边长1.16 mm,ANSYS仿真得出中心频率为464 kHz。讨论了阵列参数与声束指向性关系,以空间脉冲响应理论为基础提出了一种可显示CMUT阵列成像效果图的仿真设计方法。通过MATLAB对该方法的仿真,模拟了不同结构的CMUT线阵在不同激励形式下的水下成像。仿真结果表明,64阵元且阵元中心距0.5λ的CMUT线阵在单脉冲激励下成像效果最好。该仿真方法的实验结果与理论一致,且相比单纯理论分析该方法结论更直观,考虑成像影响因素更全面。     

共振隧穿二极管Ⅰ-Ⅴ特性的一致性测试与研究

共振隧穿二极管(RTD)具有类似于硅的压阻特性.为了定量表达RTD的压阻特性,对其Ⅰ-Ⅴ特性一致性的研究显得十分必要.文中设计一个恒温、恒压实验测试系统,测试同一个RTD结构在不同时间的Ⅰ-Ⅴ特性.实验结果表明,RTD结构的电阻在不同时间的最大相对漂移量小于3%.随后测试仪器的测量误差,发现其中1%的相对漂移量由测试仪器造成.     

Raman scattering studies on PZT thin films for trigonal-tetragonal phase transition

PZT thin films were successfully prepared through sol-gel. The annealing temperature was confirmed through DTA analyzing. The trigonal and tetragonal phase transition was analyzed through Raman scattering. The intensity of the A1（2TO） mode and the A1（3TO）T mode were enhanced with the increase of the annealing temperature. So, the conclusions were obtained that the trigonal phase turned into a tetragonal phase as temperature increased.     

基于硅微梳齿型谐振器的MEMS动态测试研究

在利用激光多普勒对硅微梳齿型谐振器多阶振动频率进行提取的基础上,结合频闪显微干涉测试技术对其谐振频率及其振幅进行了动态测试,并根据测试结果推导了谐振器的动态应力值.实验测试结果及应力推导结果与ANSYS的仿真结果相符合.     

新型三维MEMS矢量水听器的设计

根据国内对高灵敏度、低频小体积三维矢量水听器的需求,提出了一种仿鱼侧线纤毛的MEMS三维矢量水听器。该水听器采用多纤毛结构分别用来接收X、Y与Z方向的声信息,采用ANSYS进行仿真,静力分析得出了布放压阻的合理位置,谐响应分析得出该结构的固有频率在1.5 kHz左右;驻波桶校准测试结果表明:该水听器的灵敏度范围在-200 dB到-180 dB左右;在25 Hz～2 000 Hz频段内具有良好的频响特性;指向性分辨率大于等于30 dB,具有良好的"8"字形指向性。     

新型高灵敏抗冲击集成光学加速度计

提出一种新型基于微环谐振腔的集成光学加速度计,该加速度传感器具有较高的灵敏度(56.6 mV/gn)和良好的抗冲击性能(可达105gn)。介绍并分析了该加速度计的传感理论,建立了微环谐振腔耦合单元模型,通过Matlab软件和时域差分有限元(FDTD)法绘制了波导的模态传输曲线,优化了微环谐振腔的设计参数和微腔与波导的耦合间距,并且利用ANSYS给出了悬臂梁的承受冲击极限。最终,仿真结果与理论分析结果基本一致。该加速度计可为高灵敏抗冲击微光机电系统(MOEMS)传感器提供新思路和理论参考。     

面向航天器地面测试的双参量同步采集与无线传输系统设计

针对航天器地面测试过程中双参量同步采集与数据无线传输的需求,提出了一种双参量同步采集与无线传输系统。设计了基于FPGA的双过载参量同步采样电路,搭建了长距离LoRa和高速率GFSK调制动态切换的无线传输模式,实现了过载加速度和压力参量的同步、实时无线传输。为增强系统可靠性,设计了Flash存储模式,在无线传输出现故障时通过有线通信读取数据。测试表明,输入信号频率在4 kHz内,可实现双通道同步采集与无线传输,且波形可复现。采用GFSK无线传输,速率可达2 Mbps,传输距离为0.5 km;采用LoRa无线传输,速率为1 kbps时可实现1.2 km的远距离无线传输。该系统能够满足过载向心加速度和压力的同步、远距离、实时采集与监测,在航天器地面测试领域应用潜力巨大。     

基于共振隧穿压阻薄膜的GaAs基微加速度计研究

主要研究一种应用共振隧穿压阻薄膜的GaAs基4梁式微加速度计,设计出共振隧穿薄膜以及GaAs基微加速度计的结构.利用有限元软件Ansys对加速度计进行了模态仿真.讨论了加速度计的加工工艺,并完成了基于加速度计共振隧穿压阻薄膜的压阻特性研究.首次采用控制孔技术制造了GaAs基微加速度计.     

基于AlN的压电MEMS超声换能器阵列

针对目前超声换能器机电耦合系数较低的问题,本文设计了一种以氮化铝(AlN)为压电材料的微机电系统(MEMS)超声换能器阵列以提高机电耦合系数.在COMSOL Multiphysics中用模态分析确定了超声换能器工作在一阶模态下有最大的声场输出,并给出了其声场传播示意图.通过对超声换能器在工作状态时的应力分析,计算出当上...