双H型石英音叉陀螺驱动信号频率跟踪算法的研究

为提高双H型石英音叉陀螺驱动信号的稳定性,基于DSP设计了一种数字化闭环控制电路,依据双H型石英音叉陀螺在串联谐振频率点处工作时驱动叉指振动的幅度随频率变化的影响最小,通过相位控制实现了驱动信号频率的跟踪,并利用希尔伯特变换产生了一对正交的参考信号用作相位检测.实验结果表明,双H型石英音叉陀螺工作稳定后,驱动信号频率跟踪算法的相位标准差为4mrad,精度达到0.003 4Hz.     

载有集中质量梁的振动频率

本文所讨论的是载有集中质量的梁的振动频率.假设粱的一端由恒定刚度的弹簧铰定,另一端是自由的.通过频率方程求解,发现了极值频率定理.理论证明:如果集中质量很小(对梁的质量而言),当集中质量的位置改变,位于无载梁的某次简正振动的节点(腹点),振动频率具有极大(极小)值.极大频率就是梁在该次的简正振动的频率,与集中质量的大小无关;极小频率却与质量有关.最后在改变边界条件的情况下,梁振动的极值频率定理也被研究是成立的.所以本定理具有普遍意义.     

弹簧振动周期研究

该文先通过对弹簧质量被忽略和不被忽略两种情况的研究得出弹簧周期的理论公式,再通过实验（弹簧质量小于振子质量）计算出m前的系数约为0.3~0.35,与理论值相符。实际弹簧振子的运动并不是总是简谐运动,它只有在其他级别（n〉1）的振动可以忽略的情况下,才能将弹簧的运动看作简谐运动。其他情况的振动的强弱取决于弹簧质量与弹簧振子质量的比值。     

锚泊时锚链的振动频率与质量关系实验研究

锚链振动频率检测技术是为解决舰船走锚预警问题而研究的。利用模拟实验装置,初步研究锚链质量对锚泊时锚链振动频率的影响,对质量为155 g、325 g和475 g的锚链进行振动频率的对比实验。结果表明:在锚泊环境相同的情况下,锚链质量会明显影响锚链的振动频率;锚链越重,其振动频率越大,振动频率平均极大值与平均频率的比值、最小极大值与平均频率的比值越小,两个比值均可结合舰船实际情况进行适当调整作为走锚预警的频率阈值。结论可为基于锚链振动频率变化的舰船走锚预警技术深入研究提供参考依据。     

微机械音叉陀螺仪的研究

微机械音叉陀螺仪是一种用于测量角速度的微型惯性器件,在许多领域都有极其广泛的应用,是当今微米／纳米技术发展的一个主要方向。本文论述其结构组成,分析了其工作机理,探讨了其检测电极的最佳间距,并给出了提高其灵敏度的途径。     

基于LabVIEW的音叉弦线振动混沌实验仪的研制

文章以音叉弦线非线性振动为基础,通过音叉弦线长度、张力的调节,观察和研究振动由混沌向周期有序,或周期有序向混沌的运动变化过程;结合虚拟仪器LabVIEW软件平台,对原始信号采集数据序列,然后由LabVIEW进行信号处理,实时观察到混沌运动相图,并对理论计算相图和实际采集信号的相图进行比较,为混沌现象的研究提供一种新的实验方法。     

音叉弦线振动系统中的非线性动力学分析

文章建立了音叉带动弦线振动系统的非线性动力学理论模型,并对其进行了理论分析和模拟仿真研究,从理论上解释了弦线的长度和张力对系统振动的影响。理论分析和模拟结果都表明,当连接点接近驻波波节时,系统运动状态对初值的依赖性十分敏感,振动系统处于混沌运动状态;而当连接点接近驻波波腹时,系统处于稳定振动周期运动状态。计算机仿真结果与物理实验结果吻合得相当好。     

音叉声波的干涉现象

本文对音叉声波干涉现象进行了理论分析,在证实了文[2]的实验研究结果的同时,修正了该文理论分析方面的若干错误。     

激光激励下石英音叉的振动分析与测量

针对民航客机微量爆炸物的检测这一难题,对采用石英音叉的光声信号探测原理进行了分析,对光声光谱遥测的光路进行了简化,减少了激光能量的损失,然后建立了实验系统,对石英音叉在激光直接激励时的幅频特性进行了测试,探讨了激光光照位置对于石英音叉振幅的影响。结果表明,当激光光斑在石英音叉叉臂根部偏上约0.2mm处时,石英音叉振幅达到最大值,激光光斑继续向上移动,石英音叉振幅减小,验证了石英音叉振幅与激光功率成正比这一论点。该研究为后续开展远距离光声光谱遥测奠定了基础。     

干涉在音叉中的应用

在音叉的振动中,对叉股产生波的个数都没有深入研究。因此,很多教材都认为两个叉股产生两列声波,音叉振动是两列声波干涉的结果。针对上述存在的问题,阐明了在音叉振动时每个叉股都产生两列位相相反的波,则音叉的两个叉股就产生四列声波,利用干涉机理说明音叉的振动就是四列声波干涉的结果,从而可用声强传播的方向性和声波的干涉理论来解释绕音叉叉柄纵轴旋转一周就可以听到四强四弱的声音。本文对研究音叉振动问题有一定的指导作用。     

音叉混沌实验仪的研制

依据非线性动力学混沌理论、采用音叉振动装置、运用虚拟仪器技术,开发了适应大学物理实验的音叉混沌实验仪。利用该实验装置可以结合虚拟仪器界面中的实验现象和理论计算结果,直观地观察和定量研究混沌运动状态。     

悬臂梁压电振子频率调谐和发电能力研究

研究了一种带末端质量块的悬臂梁压电振子的频率调谐能力。理论分析了悬臂梁压电振子的结构尺寸对压电振子谐振频率和发电能力的影响关系,并分别对长度调谐和质量调谐前后的压电振子发电能力进行实验测试和对比分析。结果表明,增加悬臂长度或末端质量可以降低压电振子的谐振频率,减少悬臂长度或末端质量可以提高压电振子的谐振频率,但为达到更好的发电效果,降频调谐时,应该采用质量调谐法提高压电振子的输出功率,而升频调谐时．应该采用长度调谐法提高压电振子的输出功率．     

Silicon carbide resonant tuning fork for microsensing applications in high temperature and high G shock environments

We present the fabrication and testing of a silicon carbide(SiC)balanced mass double-ended tuning fork that survives harsh environments without compromising the device strain sensitivity and resolution bandwidth.The device features a material stack that survives corrosive environments and enables high-temperature operation.To perform high-temperature testing,a specialized setup was constructed that allows the tuning fork to be characterized using traditional silicon electronics.The tuning fork has been operated at 600 ℃ in the presence of dry steam for short durations.This tuning fork has also been tested to 64 000 G using a hard-launch,soft-catch shock implemented with a light gas gun.However,the device still has a strain sensitivity of 66 Hz/με and strain resolution of 0.045 με in a 10 kHz bandwidth.As such,this balanced-mass double-ended tuning fork can be used to create a variety of different sensors including strain gauges,accelerometers,gyroscopes,and pressure transducers.Given the adaptable fabrication process flow,this device could be useful to micro-electro-mechanical systems(MEMS) designers creating sensors for a variety of different applications.     

GABA能回路在听皮层神经元频率调谐中的作用

为了解神经抑制在听中枢神经元频率调谐过程中的作用,本研究采用多管玻璃微电极胞外记录单单位反应的方法观察了去r-氨基丁酸能抑制后大棕蝠(Eptesicusfuscus)听皮层神经元频率调谐特性的变化,结果显示:(1)97.9%的神经元频率调谐曲线扩宽,Qn值下降(p<0.0001);(2)绝大部分神经元的最小阈值下降(p<0.0001);(3)兴奋性调谐曲线面积增加(p<0.0001).该结果提供了GABA能回路参与蝙蝠听皮层神经元频率调谐的直接证据.     

Corticofugal modulation of frequency tuning of inferior collicular neurons in big brown bat,Eptesicus fuscus

In order to explore the possible mechanism of corticofugal modulation of excitatory frequency tuning curves (EFTCs) of midbrain neurons, we examined the change of sharpness, frequency-intensity response area, minimum threshold of both EFTCs and inhibitory frequency tuning curves (IFTCs) of inferior collicular neurons during corticofugal modulation using two-tone inhibition paradigm and micro-electrical stimulation technique. Our data showed that corticofugal inhibition increased sharpness, minimum threshold, and decreased the frequency-intensity response area of EFTCs, at the same time it decreased the sharpness, minimum threshold but increased the frequency-intensity response area of IFTCs. The opposite results were observed for EFTCs and IFTCs of corticofugally facilitated inferior collicular neurons. During corticofugal inhibition, the percent change of frequency-intensity response area of EFTCs had significant correlation with the percent change of that of IFTCs. These data suggest that cortical neurons are likely to improve frequency information processing of inferior collicular neurons by modulation of IFTCs.     

硅集成的高Q值､高谐振频率的射频变压器

提出一种硅基的用于射频集成电路的新型图形结构变压器.考虑到集成无源变压器器件对射频电路性能的提升具有重大的影响,设计时应尽量提升其性能和降低其占用的芯片面积,故采用凹凸24边形结构和顶层、厚铜金属绕线,使得该片上变压器能够同时具有高性能和低芯片面积的优点.基于TSMC 0.13 μm 1P6M CMOS工艺,应用Cadence Virtuoso工具设计出24边形变压器版图,将设计好的版图图形导入安捷伦Advanced Design System Momentum软件,完成新型变压器的电磁场S参数仿真验证.结果表明,与传统的方形、六边形和八边形变压器相比,自谐振频率分别提高了1.12,1.00,0.58 GHz;最大品质因子增加了2.4,0.9和0.3;面积也分别缩小了9%,10%,6%.该变压器在硅基射频集成电路中应用将进一步提高电路的性能和降低芯片成本.