基于数字图像处理技术的多点动态位移监测

为了解决传统位移测量难以找到参考点、动态采集数据量大和多路同步难以实现的困难,开发了基于数字图像处理技术的多点动态位移测量系统.采用基于区域生长的曲面拟合标定方法和窗口形心跟踪算法,确定物空间与像空间坐标系之间的对应关系,通过比较形心处像素变化得到位移.采用磁盘阵列和同步信号发生器保证海量数据处理和多路相机之间的同步.对振动台上的4层钢框架结构进行了动态位移监测,结果表明:系统可以实现多路动态二维位移的同步采集和处理,位移精度达到0.1mm,同步精度为10ms.     

多路温度同步测量系统开发与实现

针对多路温度同步测量的需求,研制了一种基于可编程逻辑阵列(field program gate array,FPGA)和低功耗内核(STM32)的多路温度同步测量系统。该系统以FPGA为主控制器,直接驱动多片模数转换器件,对多路电信号进行同步测量,使用STM32实现温度信号的转换和计算。系统预期测温范围为-200~850℃,测温精度达到0.01℃。实验结果表明,该系统在使用PT100温度传感器测温且测温范围为-200~400℃时,系统测量误差小于0.003℃,全量程(-200~850℃)范围内系统测量误差小于0.005℃。所设计的多路温度同步测量系统尽管随温度增大测量误差存在增大趋势,但在全量程范围内实现了0.01℃测温精度的目标,并具有多路温度同步测量、通道数易于扩展等优点,具有一定的实用价值。     

基于FPGA的以太网与E1网中的同步动态随机存储控制器设计

为了实现不同速率数据链路通信的相互转换,提出了一种利用现场可编程门序列(FPGA)设计并实现可对同步动态随机存储器(SDRAM)进行数据缓存并高速读写的控制器.该控制器采取状态机和令牌环机制,通过对SDRAM操作,实现了双向4路的跨时钟域的匹配.该控制器适用于任意长度的以太网帧和其他类型的数据相互转换.     

10 Gbit/s可调谐全光波长转换器的实验研究

基于可调谐激光器和半导体光放大器中的交叉增益调制效应,实现了宽带可调谐全光波长转换器,采用单端耦合半导体光放大器改善波长转换的输出消光比特性.在10Gbit/s可调谐波长转换实验中,转换输出在1528~1563nm范围内可调,在适当条件下,可使在整个调谐范围内输出消光比大于10dB,转换效率大于0dB.该机制的波长转换在向上转换时能够得到较好的眼图,向下转换时眼图效果较差,噪声特性恶化明显.     

千兆以太网同步检测集成电路设计

采用两组分接电路结构，并将同步码字检测电路置于间，设计了千兆以太网同步检测集成电路。实现1．25Gb/s速率的千兆以太网数据由1路到10路的串并转换以及同步码这的检测。分析了RC网络效应对超高速集成电路中互连线的影响，基于TSMC0．35μmCOMS工艺建立电路模型，使用Smartspice工具在不同温度（0－70℃）、电源电压（3．15－3．45V）及输入信号等条件下进行仿真.结合版图参数提取后仿真的比较，证明了该设计在减小规模，简化结构和加快仿真流程方面的有效性，电路版图采用全定制方式实现。     

基于量子纠缠对的二阶相关星地时钟同步研究

在卫星导航系统中,常用的时间同步方法可以提供纳s级同步精度,为突破经典无线电理论的测量精度而利用纠缠光子对的量子测量方法可提供fs级测量精度。基于量子光学的二阶相关函数定义,对自发参量下转换过程产生量子纠缠光子对的二阶相关函数在晶体范围内进行柱面积分,代入波矢量的一阶展开,积分结果得到二阶相关函数与测量时间差的关系。基于二阶相关函数的时间相关性,提出一种星地时钟同步测量方案。仿真表明:在理想情况下二阶相关函数反映时间精度达70fs,文中设计方案同步测量精度可达140fs。     

用概率生成函数分析简单数据链路协议的帧定界性能

以帧定界过程中各状态之间的转移时间为指标，分析简单数据链路的帧定界性能．利用概率生成函数和Sitter状态机对简单数据链路协议帧定界性能分析的结果表明，简单数据链路协议在光纤信道中承载变长协议数据单元时有出色的帧定界性能，表现为快速的帧同步和误同步检测能力，可持久地工作于同步状态等．可将简单数据链路协议引入接入网中作为IP接入的成帧技术．     

高速列并行10位模数转换电路的设计

设计了用于CMOS图像传感器列级信号处理系统的10位模数转换器.该模数转换电路采用两级转换的方式,转换速度较单斜ADC提高了近8倍.设计了电阻阵列式多路斜坡发生器、级联结构比较器、数字纠错和消失调等电路,该ADC在不增加工艺成本的条件下满足了10位精度的要求.电路采用Chartered 0.35μm工艺制造.测试结果表明,该模数转换器的INL±0.5 LSB,DNL±0.5 LSB,信噪比为58.364 7 dB.     

MEC—100综合心电心音分析仪通过省级鉴定

由我校402教研室高延滨、冯伟兴等同志研制的MEC—100综合心电心音分析仪,6月16日在我校通过由省科委组织的成果鉴定.MEC—100综合心电心音分析仪具有多项诊断与监护功能.它能够长时间连续地监护病人的多路心电信号,自动诊断十二导心电图,自动分析病人的心向量图,同步输出多路心电心音信号,而且还具有电子听诊器和病例管理等功能.该仪器的主要组成有心电心音放大器、12位A/D转换电路、486计算机和激光打印机等.     

红外测温计的设计

台湾凌阳公司生产的凌阳十六位单片机,该单片机内置有2路DA转换,8路AD转换及在线仿真等功能,这些都为我们实现具备语音播报功能的红外测温计提供良好条件。红外测温打破了传统的测温模式,并且具备回应速度快、测量精度高、测量范围广和可同时测量环境温度和目标温度的特点。     

铂铑10-铂热电偶测量结果的不确定度评定

热电偶是将温度转换为电势的一种感温元件,检测过程是通过电测仪器测量其热电势值,得到的测量结果不可避免地具有不确定度。根据测量不确定度评定与表示理论,针对检测过程中影响测量结果的因素,分析了工作用铂铑10-铂(S分度)热电偶测量不确定度的来源,评定了各分量引入的标准不确定度,得出了测量结果的扩展不确定度。要确保检测过程严格按标准方法进行测量,减少或排除随机的影响因素,提高测量结果的准确性和可靠性。     

浅层地震勘探中的无线同步装置研究

为更好地解决浅层地震勘探信号采集的时间同步问题,提出一种基于无线网络的浅层地震勘探数据采集系统.设计并完善基于应变式压力传感器的检波装置,以AT89 C51单片机作为主控制器(MCU:MicroController Unit),采用低功耗、高分辨率的16位Σ-A型模数转换芯片AD7705实现数据采集,选用nRF24L01组建无线网络,给出电源模块和稳压电路以实现准确灵活供电.通过确定数据采集系统不同传输距离的实际时间差值,利用地震仪进行时间补偿,从而实现数据采集同步.测试结果表明:系统在测试期间功耗为2 500 mW,无线传输最远距离为94m,延迟时间最短为1.87 ×10-6s.解决了勘探环境恶劣时的复杂布线和同步问题,实现了浅层地震勘探的低功耗、便携式的同步功能.     

基于PH10回转体的非接触测量系统建模与标定

提出一种由三坐标测量机,PH10回转体和激光三角测头组成的自由曲面非接触测量系统,为了将激光测头的测量值转换为测量机机器坐标系下的三维坐标值,建立了测量系统的几何模型,利用测头等效法对几何模型进行标定,求出其中的未知矩阵,利用迭代标定法消除了标定误差,使标定结果趋近于理想值。     

利用SPCE061A单片机实现的两次采样AD转换

在测量领域中,AD（模数）转换是一个非常重要的部分,为了达到精度比较高的转换效果,往往选择位数较高的AD转换器,这样容易造成测量成本过高。现介绍一种如何利用普通的AD转换器来实现高精度的AD转换,它利用两次采样的原理,通过一个模拟量进行两次转换,从而实现高精度。此转换器所需元件比较简单,主要由一个凌阳SPCE061A单片机和一些普通的选通、运放电路组成。     

40Gbit/s甚短距离光传输系统发送模块的设计与实现

采用Altera公司的Stratix Ⅱ GX FPGA,实现40Gbit/s甚短距离光传输系统发送模块,重点阐述了16∶12转换器芯片的设计.首先基于高速收发器设计高速接口:在接收端采用2种方法实现SFI-5接口的17路数据相位对齐;在发送端由片外时钟驱动发送锁相环,同时增加同步措施,以满足高速收发器时钟管理单元对跨时钟域数据传输的要求,保证收发器的稳定工作.在此基础上,设计出便于后续测试的转换芯片时钟网络.同时设计出基于SDH的帧同步电路、去斜移电路和16∶12映射模块,实现数据从SFI-5接口向VSR-5接口的转换;其中去斜移电路能够动态地去除512bits的斜移量.在Signaltap Ⅱ下的测试结果验证了时序的正确性,误码率也符合小于10-12的设计指标.     

BESⅢ中的高精度同步时间放大技术研究

提出一种改进的用时间放大技术来实现高精度时间测量的方法.即使用一个与对撞时刻严格同步的外时钟来标记输入信号的时刻,生成一个宽度介于一个到两个时钟周期的时间间隔;将标记后的时间间隔进行预设倍数的放大;再用一个具有多次击中能力的时间-数字转换(time-to-digital converter,TDC)芯片测量放大后的时间间隔,并结合物理的方法反推出输入信号到达的时刻.该方法由硬件实现,经验证明其能够获得好于25 ps的时间测量精度,可以满足北京谱仪三期(BESⅢ)改造工程的飞行时间(time of flight,TOF)测量电子学部分25ps的时间测量精度要求,也可应用到其他类似的高精度时间测量系统中.     

电力系统运行参数交流同步采样算法研究

电力系统中常需测量电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率和视在功率等参数.文章介绍了电力参数微机测量装置中对电压、电流信号采样的方法,给出了交流信号同步采样中电压、电流有效值的算法实现,即积分和的算法和FFT算法,并进一步地给出了功率表达式.最后还阐明了同步的重要性及实现同步的策略———软件同步和硬件同步.     

舵机频率特性的测试误差分析与修正

为了提高舵机频率特性的测试精度,分析了测试系统输入输出通道产生的系统误差,特别是由A/D芯片多路转换、一路采集工作方式造成的信号相位滞后误差,并提出误差修正方法,即通过测量测试系统的频率特性来修正系统幅频和相频误差,并进行了试验.试验结果表明,对于测试系统造成的信号幅值衰减和相位滞后,可根据测试系统自身的幅频和相频特性测试数据,对直接计算值进行误差修正.     

应用于对等速率10G-EPON的10Gbit/s突发模式激光驱动器设计

针对IEEE 802.3av标准所定义的对等速率万兆以太无源光网络(10G-EPON)ONU相关应用,设计了一种10 Gbit/s突发模式激光驱动器芯片,并对调制电路和偏置电路的设计进行了改进,以实现较短的突发开启/关断转换时间.本设计采用低成本的0.18μm CMOS工艺进行流片,整个芯片面积为575μm×675μm.测试表明:该芯片可工作在10.312 5 Gbit/s的速率上;当电源电压为1.8 V时,可对50Ω负载提供高达36 mA的调制电流.突发开启/关断转换时间均小于0.2 ns,远低于IEEE 802.3av标准所规定的上限.该突发模式激光驱动器的输出满足10G-EPON时序参数的规定,适用于10G-EPON ONU相关应用.     

基于LabVIEW的数字电压表的设计

为解决传感器实验室多路电压同时测量的问题,设计了基于LabVIEW的多路电压测量系统。该系统是由串口通信、数据解析、数据处理和电压显示等四部分组成。串口通信部分采用自定协议实现了与单片机采集系统的通信;数据解析部分实现了协议的解析工作,保证了数据传输的准确性;数据处理部分实现了数据采集格式到电压格式的转换,即标尺转换;电压显示部分实现了数值、图形显示和电压的超限报警功能。