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长周期大地电磁场源信号采集电路研究

长周期大地电磁场源信号采集电路研究

作者：任鹏成都理工大学

学位级别：硕士

长周期大地电磁探测法是重要地球物理探测方法之一,其在资源勘探、环境保护、防灾减灾等方面有着重要的科学意义。上世纪末,众多发达国家纷纷启动以长周期大地电磁测深法为主的深部探测计划,我国于2008年启动“深部探测专项”,以扩大资... 详细信息

长周期大地电磁探测法是重要地球物理探测方法之一,其在资源勘探、环境保护、防灾减灾等方面有着重要的科学意义。上世纪末,众多发达国家纷纷启动以长周期大地电磁测深法为主的深部探测计划,我国于2008年启动“深部探测专项”,以扩大资源的获取空间。目前国内研究长周期大地电磁仪器的主要有中国地质大学(北京)和吉林大学,国内主要使用进口的长周期大地电磁测深系统,国外很多长周期大地电磁系统都严格限制对我国出口,严重制约了我国深部探测计划的进程。“十一五”国家高技术研究计划启动深部矿产资源勘探技术专项,希望突破深部资源勘探技术方面方面的壁障,本论文来源于“863”重大仪器专项——长周期分布式大地电磁观测系统(2014AA06A612)。长周期大电磁信号微弱,信号周期极长,而且需要解决闪烁噪声的影响,因此本论文设计了基于斩波原理器件的长周期大地电磁场源信号采集电路,实现高分辨率、高稳定性、低噪声、低漂移采集电路设计。采集电路分为输入保护电路、输入匹配电路、滤波电路、程控增益电路、模数转换器电路、数模转换器反馈补偿电路和FPGA控制器电路等七部分。数模反馈补偿电路通过数模转换电路和减法电路能够有效补偿前端输入信号的背景场,剩下动态变化的交流分量,然后通过环路中的程控增益控制电路对该交流量进行放大,提高环路增益和信噪比,增大模数转换器的有效分辨率。使用FPGA作为控制器,采用并行处理方式实现多通道信号高精度同步采集和处理。采用堆叠的方式开发了两套样机,按照准校准规范对样机进行校准测试、噪声测试、道间串扰测试和通道一致性测试,同时与LEMI-417系统进行了野外对比实验。使用最小二乘法和一元线性回归方法对样机进行了分段校准,测试表明电场信通道噪声有效值最大为0.4uV,磁场通道噪声有效值最大为0.08nT,样机的道间串扰和通道一致性等指标都达到设计指标要求。野外实验结果表明,使用本论文采集电路研制的LMT仪器获取的资料与LEMI-417系统获取的资料经相同软件处理后,电阻率结果高度一致。

关键词：深部地球物理探测长周期大地电磁信号采集电路斩波运放系统测试

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汽车电子风扇检测装置的研究与实现

汽车电子风扇检测装置的研究与实现

作者：武阳天津工业大学

学位级别：硕士

汽车冷却系统的功能定义不断演变、技术路径不断进步、性能要求不断提升。作为冷却系统的一部分,汽车电子风扇也在朝着智能化的方向不断前行。随之带来的问题就是修理技术含量和修理难度越来越高。为了满足风扇厂商对自动检测设备的需求... 详细信息

汽车冷却系统的功能定义不断演变、技术路径不断进步、性能要求不断提升。作为冷却系统的一部分,汽车电子风扇也在朝着智能化的方向不断前行。随之带来的问题就是修理技术含量和修理难度越来越高。为了满足风扇厂商对自动检测设备的需求,亟待解决电子风扇控制器检测设备的开发问题,就目前而言,采用自动检测代替人工检测是检测技术的发展方向,它可以减少维修人工成本、缩短维修周期,提高检测深度和效率,增强电子风扇控制器的可靠性。传统的手动检测方式普遍存在检测效率低的问题,不适用于目前的工业大生产环境当中。针对这一问题,本文从自动检测技术的研究内容出发,结合某型电子风扇控制器,设计一套自动检测系统,对风扇控制器的过、欠压保护,堵转保护,过温保护,以及调速功能进行测试。之后阐述了控制器本身的各项保护机制,以及保护功能的触发机制,设计出一套模拟检测方案,并详细阐述了模拟检测方案中出现的问题,如PWM信号的采集问题以及反电动势问题等。然后针对反电动势以及加入反电动势所引起的信号采集问题,本文从该型风扇控制器本身的设计方案出发,详细分析了电子风扇控制器的工作原理,得出了反电动势在风扇控制器中所起到的作用,最后在模拟检测方案当中加入了反电动势生成电路以及信号采集电路,解决了模拟检测方案的可行性问题,使得模拟检测方案真正得以实现。最后,根据技术规格书的要求,加入了网络功能以及标签打印功能,并且对该型电子风扇控制器搭建了完整的检测设备,对测试系统所要完成了各项测试功能做了测试验证。结果表明,该型测试系统可以达到预期的设计目标。

关键词：汽车电子风扇控制器自动检测系统模拟检测方案反电动势信号采集电路

双向全桥DC-DC变换器故障智能检测系统设计

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现代电子技术 2018年第5期41卷 144-148页

作者：张晨凌跃胜河北工业大学电气工程学院天津300130

传统DC-DC变换器故障检测系统只对变换器中某重要元器件进行故障检测,导致检测结果不准确。为此,设计了新的双向全桥DC-DC变换器故障智能检测系统。通过闭环霍尔电流传感器对电流信号进行采集,给出信号采集电路,通过分析双向全桥DC-DC... 详细信息

传统DC-DC变换器故障检测系统只对变换器中某重要元器件进行故障检测,导致检测结果不准确。为此,设计了新的双向全桥DC-DC变换器故障智能检测系统。通过闭环霍尔电流传感器对电流信号进行采集,给出信号采集电路,通过分析双向全桥DC-DC变换器元件衰减过程提取故障数据,对不同故障状态样本进行采集,构建HMM模型,求出HMM模型初始参数,迭代参数直至其收敛到既定区间,对采集的电压、电流信号进行归一化处理,产生观察值序列,把观察值序列输入到训练完成的不同HMM模型中,求出相似或然率和相似或然率最大值相应的HMM模型,即为双向全桥DC-DC变换器故障检测结果。实验结果表明所设计系统检测准确性高。

关键词：双向全桥 DC-DC变换器故障智能检测系统设计信号采集电路

基于FPGA的平板探测器的信号采集电路的设计与研究

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基于FPGA的平板探测器的信号采集电路的设计与研究

作者：丁祥山东科技大学

学位级别：硕士

在全球范围内,由于空气污染和工业化所造成的各类癌症越来越多。据世界卫生组织统计,在2017年全球每年有880万人死于癌症,死者大多数生活在中低收入国家和偏远山区,而且癌症的发病率还有上升的趋势,发病年龄也逐步趋向年轻化。早在1985... 详细信息

在全球范围内,由于空气污染和工业化所造成的各类癌症越来越多。据世界卫生组织统计,在2017年全球每年有880万人死于癌症,死者大多数生活在中低收入国家和偏远山区,而且癌症的发病率还有上升的趋势,发病年龄也逐步趋向年轻化。早在1985年世界卫生组织就明确提出三分之一的癌症是可以预防的,甚至是可以被治愈的。癌症患者越早的发现那么他被治愈的可能性就越大,所以早发现、早诊断、早治疗是彻底治愈癌症的关键。目前检查癌症的数字医学影像设备很多,包括CT、FPD、MR等。但是CT、MR等设备昂贵、技术复杂、辐射量大而且不方便携带,因此对于癌症的预防和检查这些设备很难做到大规模的普及使用。然而FPD具有体积尺寸小、重量轻、方便携带等优点。如果FPD能够大规模的普及使用这会使得许多经济相对落后、偏远地区的人们具有癌症病情早期筛查和预防的机会,这对于癌症的早期发现和治疗意义重大。针对数字医学影像方面缺乏便携式高性能探测器,本论文基于上海交通大学微纳米加工技术国家重点实验室黄慧良教授设计研发的非晶硅传感器阵列面板,设计可以实现准确读取传感器阵列面板感测到的X光信号的信号采集电路。通过对采集的模拟信号进行放大、滤波和模数转换,得到低噪声、高精度的数字信号和高清晰度、高信噪比的医学图像。该系统可实现对人体心、肝和肺及女性的乳腺进行癌症的筛查与诊断。本论文的主要工作包括:1.FPD的硬件结构设计,这其中包括芯片的选型,硬件原理图的设计,PCB设计及元器件布局。硬件原理图的设计主要包括电源部分、驱动电路部分、SD卡存储部分。2.使用Verilog硬件描述语言实现FPGA对信号采集板的控制以及对采集的信号进行存储与处理,通过ISE软件和Modelsim软件进行编译、综合和仿真来验证代码的正确性。3.把经过软件仿真后的代码烧录PCB硬件中进行功能验证,证明设计的代码以及电路达到最初的要求。

关键词：平板探测器信号采集电路 FPGA 数字医疗影像

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一种高速脉冲信号采集电路设计

电子世界 2019年第20期 120-121,124页

作者：左卓覃骏颜瑜成钟丁生成都理工大学工程技术学院

设计了一种基于高速、高分辨率ADC08D1000的高速脉冲采集电路,该电路与其他普通采集卡比具有相对低的功耗、更高的采集频率、较宽的模拟带宽。主要用到的器件有AD8009运算放大器、ADA4939单端转差分器、ADC08D1000高速模数转换器、BPS... 详细信息

设计了一种基于高速、高分辨率ADC08D1000的高速脉冲采集电路,该电路与其他普通采集卡比具有相对低的功耗、更高的采集频率、较宽的模拟带宽。主要用到的器件有AD8009运算放大器、ADA4939单端转差分器、ADC08D1000高速模数转换器、BPS高压模块和电源芯片等。主要介绍了采集卡的电路设计方案,仿真验证设计电路的模拟带宽能够达到130MHz。实测电路板电源噪声小于30mV-pp,能不失真采集上升时间15ns的脉冲信号。基本能够实现高速脉冲信号的采集工作。

关键词：高速脉冲运算放大器脉冲信号高速模数转换器差分器高压模块电源噪声信号采集电路

一种基于0.18μm CMOS的X射线聚焦光学信号采集电路设计

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科技通报 2016年第8期32卷 97-100,159页

作者：农高海吴再群广西百色学院物理与电信工程系广西百色533000

为了在较大干扰范围内做到X射线聚焦光学信号的准确采集,提出一种新的基于0.18 umCMOS的X射线聚焦光学信号采集电路设计方法。X射线聚焦光学信号采集电路主要由电流镜积分读取电路、采样电路CDS、CMOS移位寄存器和多路开关输出电路构成... 详细信息

为了在较大干扰范围内做到X射线聚焦光学信号的准确采集,提出一种新的基于0.18 umCMOS的X射线聚焦光学信号采集电路设计方法。X射线聚焦光学信号采集电路主要由电流镜积分读取电路、采样电路CDS、CMOS移位寄存器和多路开关输出电路构成,由单独的5 V供给电压供点,并利用低成本的0.18μm CMOS技术制作。实验结果表明,在-10°C到+100°C的温度范围内,该信号采集器表现出高线性的特点,实现了0.01%的光电转换误差,在干扰下的采集电压敏感性低于340 Hz/°C,功耗为3μW,面积为0.08 mm2,适合于各种应用。

关键词： CMOS X射线信号采集电路

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手持式多功能烟气测试仪

仪表技术与传感器 2012年第5期 20-23页

作者：苏小会陈飞徐淑萍西安工业大学计算机学院陕西西安710032

由于传统的烟气分析仪多采用红外气体分析方法,功耗大、稳定性差、造价高。而基于ARM的手持式多功能烟气测控仪,借助电化学传感器,以ARM为核心,以嵌入式uC/OS-II操作系统为软件平台,使用图形化编程语言UCGUI完成应用程序的设计,实现了... 详细信息

由于传统的烟气分析仪多采用红外气体分析方法,功耗大、稳定性差、造价高。而基于ARM的手持式多功能烟气测控仪,借助电化学传感器,以ARM为核心,以嵌入式uC/OS-II操作系统为软件平台,使用图形化编程语言UCGUI完成应用程序的设计,实现了人机交互、数据采集、数据分析与数据存储等功能。该测控仪满足了烟气分析仪对多种物理量信号采集分析的需求,经测试,烟气分析仪测量气体浓度的结果在2%精度之内,体现了嵌入式系统便携式、智能化、高精度、微型化的特点。

关键词：烟气分析仪嵌入式系统信号采集电路 UCGUI

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便携式光纤光谱烟气分析仪的研制

仪表技术与传感器 2011年第6期 23-25,28页

作者：苏小会黎超郎宝华徐淑萍西安工业大学计算机学院陕西西安710032

基于烟气分析仪便携式、智能化的需要,在分析了国内便携式烟气分析仪现状的基础上,提出了应用嵌入式技术实现微型光谱仪的信号采集与处理,以适应微型光谱仪在野外、战场等特殊环境下便携、智能、操作简单的使用要求。在确定了嵌入式微... 详细信息

基于烟气分析仪便携式、智能化的需要,在分析了国内便携式烟气分析仪现状的基础上,提出了应用嵌入式技术实现微型光谱仪的信号采集与处理,以适应微型光谱仪在野外、战场等特殊环境下便携、智能、操作简单的使用要求。在确定了嵌入式微型分析仪的总体方案后,设计了针对分析仪的信号采集电路和基于ARM的处理电路,完成了嵌入式微型光谱仪的硬件部分,并在ARM主板的平台上建立了操作系统和文件系统,实现了CCD信号采集和ARM主板处理电路的主要功能。

关键词：微型光谱仪嵌入式系统信号采集电路 CCD

2019 APEMC国际学术研讨会——最佳文章(四)

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安全与电磁兼容 2020年第2期 97-100页

Circuit Design for Common-mode Noise Rejection in Biosignal Acquisition Based on Imbalance Cancellation of Electrode Contact Resistance摘要:共模(CM)噪声是生物信号检测系统的主要干扰噪声,很难通过无源滤波模块消除。常规方法是采用右腿驱动(DRL)电路来抑制共模噪声。本文提出了一种新颖的生物信号采集电路,该电路能消除检测电极接触电阻之间的不平衡问题。

关键词：无源滤波共模噪声接触电阻右腿驱动信号采集电路国际学术研讨会