集成运放非线性宏模型在SPICE程序的实现

采用较理想的非线性函数曲线拟合技术，对运放输入级大信号饱和非线性特性进行逼近，可较精确地实现通用电路分析程序ＳＰＩＣＥ对含运放非线性宏模型电路的模拟，编制了相应的拟合程序。分析结果说明本文方法令人满意。     

光子晶体光纤压力传感器输出信号监测技术研究

光子晶体光纤压力传感器在各种压力环境监测中具有极其重要的作用.文章提出了光子晶体光纤压力传感器系统模型和输出信号检测方案,设计了一种用多片高速运放并联的方式来对PCF压力传感器输出电信号的放大,采用双极型定时器5G555新型整形电路对PCF压力传感器输出电信号进行有效的整形,为了满足PCF压力传感器对信号的相位和幅频特性以及计算工具的条件等多方面的因素,提出了一种用MAX293实现的无源BiQuad滤波电路对传感器输出电信号进行滤波.采用我们提出的放大、整形和滤波电路系统可以优良检测PCF压力传感器输出信号.     

频率变换法在宽频带相位测量系统中的应用

为了实现宽频信号的相位测量,需要运用信号变换理论对输入信号的频率进行转换。基于频率变换法分别提出了采用模拟乘法器和高速模拟开关作为核心芯片,对宽频带数字测相系统的频率转换单元进行设计。通过将两种设计方案在实际测量系统中的运用,证明设计方案思路正确、性能可靠。尤其是利用高速模拟开关设计的频率转换电路具有成本低、电路简单、效果好等优点。     

声波早期检测气侵数据处理与程序设计

声波可被用于早期检测气侵 ,然而由于钻井现场存在强干扰 ,泵的波动信号 (声源 )难以提取。通过采用特殊的软、硬件技术 ,可提高声波传播中的抗干扰能力。对强干扰下的声波信号采用两级差动放大 ,采用相位超前型三运放二阶电路 ,实现一级增益线性调节。利用概率密度技术捕捉声信号的微小变化 ,能够有效地识别气侵并报警。采用智能滤波线技术 ,有利于计算机识别较强干扰下声波波形周期 ,并计算时间延迟     

微型光纤加速度计系统研究

光纤加速度计作为新型光纤传感器的一种,在高精度测量领域中有着不可替代的作用.实现光纤加速度计信号的解调,对于进一步提高传感器测量精度以及实用化都有着重要的意义.光源调频相位生成载波技术(PGC)常用于干涉型光纤传感器的信号解调,为了实现整个光纤传感系统的小型化,提高数据处理速度和解调精度,设计制作了应用于盘式光纤加速度计数字解调系统,系统以DSP和FPGA数字系统作为解调硬件电路的核心,实现对微型盘式光纤Michelson干涉仪相位信号检测.实验结果表明,微型盘式光纤加速度测量系统对微小振动信号检测有着很高的灵敏度,是高精度测量领域中的一个重要研究方向.     

基于FPGA和单片机实现的微波脉冲功率计

根据微波脉冲功率计对测量精度等指标的要求,此设计采用FPGA技术控制时序和单片机处理高速采样数据相结合的方法,实现了2路脉冲峰值功率信号的检测,并经过RS232串口输出.通过滑窗检测算法、非线性纠正等处理后,微波功率计在最大限度上消除了电磁干扰,提高了测量精度,降低了成本;对工作在4～8 GHz频段的信号,实现了当功率范围处于 18～-8 dBm时,测量误差小于±0.4 dB的精度要求.     

基于ADuC7128微处理器的宽频带相位测量系统的设计

针对宽频信号相位测量难以实现的问题,依据信号变换理论,提出了一种利用差频变换原理实现宽频带相位测量的方法。在硬件方面,此系统选用ADuC7128微处理器作为控制核心,结合频率控制与触发比较电路,实现了对输入信号在0～10 MHz范围内的相位测量。最后,通过试验得出了结论,该系统工作稳定、性能可靠,设计达到了预期效果。     

声波早期检测气侵数据处理与程序设计

声波可被用于早期检测气侵，然而由于钻井现场存在强干扰。泵的波动信号（声源）难以提取，通过采用特殊的软，硬件技术，可提高声波传播中的抗干扰能力。对强干扰下的声波信号采用两级差动放大，采用相位超前型三运放二阶电路，实现一级增益线性调节，利用概率密度技术捕捉声信号的微小变化。能够有效地识别气浸并报警，采用智能滤波线技术，有利于计算机识别较强干扰下声波波形周期。并计算时间延迟。     

一种基于电平位移电路的低电压全摆幅CMOS运放

为解决阈值电压对电源电压和输入信号的受限问题,提出一种实用的电平位移电路,为运放的输入级提供良好的电平位移。采用互补金属氧化物半导体(CMOS)0.5μm工艺设计的低电压全摆幅CMOS运算放大器,中间级采用适合低电压工作的低压宽摆幅共源共栅结构,输出级采用传统的Class A类得到轨至轨的输出。采用Hspice软件对所设计的电路进行仿真。研究结果表明:当电源电压降至或者小于NMOS与PMOS的阈值电压之和时,在任何共模输入电压下,该运放都能正常工作,实现输入级的全摆幅和恒跨导;在1.3 V单电源供电情形下直流开环增益达106.5 dB,单位增益带宽为2.3 MHz,功耗178.8μW。电路结构简单紧凑,具有实用的电平位移功能,适合于低电压应用。     

基于FFT的互感式电流信号检测装置的设计

为解决对电路中电流信号的实时监测及谐波分析问题,利用传感器技术设计出一套高精度基于FFT( Fast Fourier Transform) 的互感式电流信号检测装置。该装置可对环路电流信号进行非接触式测量,硬件电路包括互感式电流传感器和检波电路,软件部分以STM32 为主控制器,对信号进行傅立叶变换得到频率和幅度信息。这种以微处理器为核心的测量装置可以实现测量自动化和功能多样化,在工业领域具有一定的应用价值。经实验检测,该系统的频率分辨率可达到1 Hz,幅度分辨率可达到0． 5 mA,测量电流信号频率误差小于2% ,幅度误差小于5%。     

红外测油仪中信号调理电路的设计与研究

为实现并提高红外测油仪技术指标,对红外测油仪中的信号调理电路进行全新设计。信号调理电路通过由模拟开关器构成的相敏检波电路与双路理想积分器相结合的方式,能在提高信噪比的同时,加快光谱图的扫描速度。系统的控制信号采用AＲM7 系列的LPC2136 芯片实现。该电路适用于处理光信号经过红外测油仪内样品池、热释电传感器以及前置放大和滤波后输出的电压信号。通过大量实验表明,测油仪扫描速度得到了提高,精度也有明显改善,实验结果验证了该电路的可靠性和有效性,实现了对于红外测油仪中信号调理电路的优化。     

瞬变电磁实验教学模型系统设计

针对地学仪器课程中瞬变电磁仪的实践教学需要,设计了一套瞬变电磁实验教学模型系统。该系统包括 发射/接收一体机、接收传感器、异常线圈和上位机控制软件4 部分。发射/接收一体机使用AＲM( Advanced ＲISC Machine) 控制器和CPLD( Complex Programmable Logic Device) 作为主控单元,驱动H 型全桥电路实现双极 性方波的产生与发射; 利用差分式空心线圈和双运放仪用放大电路设计了高灵敏度传感器; 通过研究闭合线圈 感应电动势与时间常数的关系,使用异常线圈模拟了良导电率有限导体; 上位机控制软件使用C#语言在Visual Studio 平台上开发。经测试,该模型能实时采集并显示瞬变电磁感应二次场衰减信号曲线,实现在实验室内模 拟瞬变电磁仪工作过程,对课程的实践教学具有一定的辅助作用。     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

多学科交叉融合的模拟电路实验设计

为更好地推进新工科建设,培养具有跨界整合能力的工程科技人才,提出一种交叉创新型模拟电路实验 教学方法,设计了厚基础、活模块、多学科、主题式和创新型的实验教学内容,应用TBL-ＲBL( Team Based Learning-Ｒesearch Based Learning) 双轨教学法,融合光学、信号与信息处理等多学科的知识,以基于红绿蓝的 发光二极管( ＲGB-LED: Ｒed Green Blue-Light Emitting Diode) 的可见光通信系统设计实验案例为例,阐述了模拟 电路实验教学中交叉创新型实验的设计方法。实验案例表明,学科交叉创新实验可开阔学生的视野,培养学生 解决复杂工程问题的能力和创新能力。     

基于STM32 的人体目标检测与追踪系统

为有效解决现有人体目标识别与追踪需人为干预等问题,设计了一种由嵌入式系统、无线通信技术及上 位机组成的人体自动检测及追踪系统。该自动检测与追踪系统分为上位机和下位机两部分,其中下位机以 STM32F103ＲCT6 单片机为控制核心,通过SHAＲP-GP2Y0A21YK0F 红外测距传感器检测人体位置进而控制舵 机,舵机上装有摄像头采集视频,利用WIFI( Wireless Fidelity) 将摄像头采集的视频信号传输至上位机。上位机 由Eclipse-Android 系统开发平台开发,可在监控中心实时显示视频信号。实践证明,该系统安装、操作简易快 捷,能准确实现人体的自动化识别与追踪过程,可广泛应用于室内不干扰红外线工作的行业。     

基于CST的连接器仿真研究

为方便快速地评估和选择一种用于ITEＲ( International Theramonuclear Experimental Ｒeactor) 软X 射线诊断的信号远传雷莫连接器,基于三维电磁仿真软件CST( Computer Simulation Technology) 建立了雷莫公司一款连接器( 插座ECG． 3B． 332． CLV 和插头FGG． 3B． 332． CLAD12) 的三维模型。仿真并分析了此款雷莫连接器的传输延时、散射参数( Scatter 参数) 、针芯拐角值及串扰等参数对传输信号完整性的影响,并与频谱分析仪等设备对连接器的传输信号串扰测试结果进行比较分析。仿真结果表明,在连接器的工作频带内,插入损耗不低于－ 0． 5 dB,针芯的拐角值对应的插入损耗、回波损耗均与频率存在指数关系,串扰幅值与频率具有二次函数关系。仿真结果与串扰测试结果具有较好的一致性。后续等离子体诊断环境中其他诊断信号连接器也可通过此仿真方法进行测试和可靠性评估。     

马尔科夫链蒙特卡洛地面磁共振信号参数提取

为解决MＲS( Magnetic Ｒesonance Sounding) 信号中乘性噪声干扰的问题,提出了马尔科夫链蒙特卡洛的 参数提取方法。建立MＲS 复包络参数的先验信息模型与似然函数模型,使用马尔科夫链蒙特卡洛( MCMC: Markov Chain Monte Carlo) 方法对参数后验分布进行采样与拟合,在后验分布中出现次数最多、权值最大的数据 作为参数的最优估计值。通过多组不同噪声条件下的MCMC 参数提取结果与非线性拟合方法对比,证明了 MCMC 方法可在乘性噪声的干扰下进行MＲS 信号参数提取,准确度高、稳定性强。     

基于压频转换的相敏检波器

为了实现对微弱信号的检测,提出了一种基于压频转换的相敏检波器。利用压频转换电路,将被测信号 中的模拟电压值转换成频率,使用单片机根据参考信号对转换后的频率信号进行计数和数字滤波,从而实现小 信号检测。分析了相关检测原理,完成了系统的软硬件设计与实现,并进行了验证实验及误差分析,结果验证 了本方案的正确性和可行性。该系统原理简单、成本低廉、可靠性强、方便实用,在微弱信号检测上具有广阔 的应用前景。     

鼠痘病毒TaqMan MGB 探针实时荧光定量PCＲ 快速检测方法的建立与应用研究

摘要: 目的建立快速、敏感、特异检测鼠痘病毒的TaqMan MGB 探针实时荧光定量PCＲ 方法。方法针对鼠痘病毒血凝素HA 基因设计特异性引物和探针,构建含有HA 基因的标准质粒进行定量分析,建立TaqMan MGB 探针实时荧光定量PCＲ 检测方法,评价其敏感性、特异性和稳定性。对临床标本中的鼠痘病毒进行检测。结果研究结果显示,建立的鼠痘病毒TaqMan MGB 探针实时荧光定量PCＲ 检测方法特异性为100%,与其他正痘病毒属病毒、非正痘病毒属病毒、细菌、真菌、寄生虫和细胞均无交叉反应。该技术灵敏度高,能精确定量检测鼠痘病毒DAN 线性范围达10 个数量级( 100—109 拷贝) ,最低检测限度为4 拷贝。该方法重复性非常好,组内变异系数和组间变异系数均小于3%。测试中相关系数、斜率和效率测量线性没有显著变化,表明该方法准确度高、精密度好。将其成功应用于临床标本中鼠痘病毒载量的定量检测,用普通PCＲ 和测序进行确证。整个检测过程可在2 h 内完成,可以用作快速诊断方法。结论本研究新建立的鼠痘病毒TaqMan MGB 探针实时荧光定量PCＲ 方法,具有快速简便、特异性强、灵敏度高的特性,适用于动物源性产品中鼠痘病毒检测、食品和药品安全检查、环境监测、流行病毒调查,为临床标本中鼠痘病毒的快速定量检测提供了一种特异有效的评价工具,值得推广应用。