多频组合波电法的信号相干检测同步方案

针对电法勘探中同步的重要性和现有同步方法存在的问题、不完全同步的实质、同步信号与待测信号不完全同步相干检测对多频组合波电法相干检测的傅里叶变换结果的影响 ,研究了共时钟完全同步相干检测方案及其原理、具体实现过程 .实验结果表明 :利用共时钟完全同步方案可以使待测信号与采样控制信号完全同步 ,达到准确采集数据的目的 ,得到待测信号的精确傅里叶变换结果 ;本同步方案不仅可在多频组合波电法仪器中获得成功应用 ,还可以推广到单频电法仪器中 ,得到更好的应用效果     

光电信息检测综合设计实验教学探索

该文介绍了电子科技大学在光电信息检测综合设计实验中的教学探索。围绕光波参数调制与信号解调系统、光学传感系统、光纤传感系统三方面内容共开设了7个综合设计实验项目。实验覆盖光波强度、相位、偏振、波长调制方法与信号解调,一维到三维的光电测量,从单点、数组式到分布式的结构。该文以激光测径系统的设计与实现为例,介绍了在综合性、设计性实验中,如何引导学生综合运用理论知识,设计并搭建光电信息检测系统,培养学生面向工程的应用能力和创新能力。     

基于自动频率跟踪的虚拟数字锁相放大器

为避免传统设计中待测信号与参考信号之间的道间干扰,以及信号传输过程中引入的噪声,设计了一种基于LabVIEW开发平台的虚拟数字锁相放大器（DLIA：Digital Lock-In Amplifer）。通过引入自动频率跟踪模块,大大降低了待测信号与参考信号频率的失配程度。同时,在经典的正交相敏检波算法基础上,通过对输出信号进行优化处理,得到了良好的输出波形。实验结果显示,待测信号的信噪比R_SNR可小于-20 dB,可检测的最小幅值达10 μV,自动频率跟踪模块的锁频误差小于0.02%,信号幅值的测量误差小于0.05%。该设计的自动频率跟踪能力的虚拟DLIA具有良好的测量稳定性。     

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。     

基于Duffing振子的微弱信号参数估计

针对传统Duffing系统在检测频率未知的微弱信号时用振子阵列会增加复杂度的问题,提出结合频谱分析和Duffing振子的频率检测方法,此外还给出信号幅度和初相位的估计方法。将待测信号输入到内置周期驱动力为0的Duffing振子检测系统,对其输出量作频谱分析得出信号频率;利用Lyapunov指数方法得到临界阈值fd;把待测信号分别输入到内置周期驱动力初相为0和π的Duffing振子检测系统,并通过Lyapunov指数方法求出系统发生相变时所对应的内置周期驱动力幅值,计算可得信号的幅度和初相位。仿真实验证明,该方法可检信噪比低至-43.01 dB,与传统Duffing振子系统相比,具有检测精度高、复杂度低的优点。     

基于STM32F103的电感测量仪

该文介绍的电感测量仪是由STM32F103单片机作为控制芯片的软硬件控制系统设计。系统由电源模块、信号产生模块、测量滤波模块、人机交互模块和单片机等子模块组成。利用集成压控振荡芯片、变容二极管、待测电感和滤波电路产生精确的谐振频率信号。由STM32F103单片机检测经放大和分频之后的谐振信号,计算并通过人机交互模块显示电感的测量值,实现对电感的测量,此方法测量方便,易于实现,成本较低。     

基于单片机的数字示波器实验设计

以单片机为核心,配合单片机外设,设计了简易数字示波器实验。通过ICL8038信号发生器产生信号形式、频率和幅值可调的信号,经过单片机内部ADC转化为数字信号发送给单片机处理,再通过LCD12864显示波形及参数,最后观察波形并进行实验数据的误差分析。该实验过程结合了数字信号处理、单片机原理、计算机程序设计、接口原理、通信原理等课程相关内容,充分锻炼了学生对所学课程的综合运用能力。实验结果表明,该示波器的测量误差在±3%范围之内,实验重复性较好,适合作为学生实验内容。     

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。     

开放式单片机综合实验教学改革

分析当前高校单片机教学现状，结合课题组多年的实验教学经验，进行包括实验平台的重建、实验内容的丰富及开放平台使用等单片机实验改革，利用单片机实验教学为学生提供一个电子系统的综合应用平台，从而启发学生思考问题，培养学生分析和解决实际问题的能力，增加学生实践动手锻炼的机会。     

基于DDS技术的扩频信号发生器

扩频通信技术目前广泛应用于跟踪、导航、测距、雷达、遥控等各个领域,在与扩频信号相关的研究中,扩频信号发生器是必不可少的.该文阐述了一种利用单片机芯片ADuC842控制DDS芯片AD9954的基于DDS技术的扩频信号发生器的设计及实现,包括直接序列扩谱和跳频信号产生.它对扩频信号研究和实验有很1大的意义,该方法也可应用于其他复杂的波形发生器.     

高效率的MEMS陀螺管芯动态特性测试方法

陀螺管芯是微机电(MEMS)陀螺的核心器件,利用多频激励方法可以提高陀螺管芯的动态特性测试效率。该文基于静电激励-电容检测的原理进行线振动MEMS陀螺的动态特性测试,构造了线性初始相位差分布的等幅多频激励信号解决合成信号最大值限制的问题。用多频激励方法,完成频率分辨率为1Hz、谐振频率3 000Hz附近601个频率点的单个模态测试只需1.5s。多频激励和正弦扫频激励对比测试表明:两种方法测得幅、相频特性曲线几乎完全相同;谐振频率、幅值和相位的测试重复性相近;但多频方法测试精度略低于扫频激励。多频方法完全可满足大批量管芯装配前的筛选和配对测试的迫切需求。     

基于AD9833与AD8302的食用油掺伪检测仪设计

检测仪器以ADUC824单片机为MCU;AD9833为信号源,产生频率、幅度可调的正弦信号。采用AD8302测被测样油与标准无感电阻两端的幅度比和相位差,实现1Hz～1MHz频率范围内测量被测样油的频谱特性。实验结果表明,该系统实时性和精确度较好。     

基于数字滤波ZPW-2000R接收机交流阻抗检测

针对ZPW-2000R型移频自动闭塞系统接收机生产中的质量测试,介绍了系统对于关键测试项目—接收机交流输入阻抗的测试过程与方法.系统采用高速DSP芯片TMS320F2812作为主控芯片,由AD9833信号发生器模块产生相应测试信号,由F2812内部AD采集待测信号,通过校正算法和数字滤波器进行交流数据处理.通过分压原理间接测得接收机的交流输入阻抗.经实验验证,系统测量交流输入阻抗时效率高、测量结果准确,具有较高的实用价值和推广意义.     

基于Hilbert—Huang算法的缺时检测问题的研究

随着普通话水平考试的普及,普通话水平测试系统的自动化变得日益迫切。为了建立自动的普通话水平测试系统,如何快速准确的对普通话测试命题说话内容进行缺时检测是一个关键问题。将语音信号分成若干窗口,采用EMD分解算法将窗口信号分解为若干IMF。在每一窗口上利用Hilbert-Huang变换获取每个IMF分量的瞬时幅值和频率。利用瞬时幅值和频率构造每个IMF分量的能频值。将所有IMF分量的能频值组成该段的能频值特征向量,利用该能频值特征向量来区分信号中的静音段和语音段。最后通过计算相邻静音段的最大时长判断是否缺时,并采用一种规则消除因强噪声信号而引起的某一段能频值过大的影响。实验表明,笔者所设计的算法对普通话水平考试中的缺时检测有良好的效果。     

超声波声速测量实验的拓展

在超声波声速测量实验的基础上,增加了学生利用示波器测量电压信号幅值及频率的学习。通过拓展内容的训练,加强了学生对示波器使用的练习,巩固了对谐振知识的理解及对信号衰减现象的观察,训练了学生利用软件作图的数据处理能力,丰富了大学物理实验的内容。     

利用DDS实现频率跳变技术研究

本文基于DDS芯片AD9850低杂散、低相噪、快速跳频的信号源设计方案,详细研究了利用单片机与AD9850构成快速跳频源的技术方案。同时从整个单元的系统结构和功能模块方面介绍了该跳频源的实现方法,给出了单片机与AD9850之间的硬件接口图,简单描述了系统的软件控制流程并给出了相应的程序。通过实验验证了该设计方案的可行性。     

采用余弦拟合的随机共振反演技术研究

针对当前随机共振反演方法实施过程流程复杂、需要调节的参数繁多、对幅值的估计不准,以及难以处理频率相差较大的多频信号等诸多问题,提出了一种新的采用余弦拟合的随机共振反演算法.该算法采用移频变尺度随机共振检测频率,利用所得频率设计余弦曲线对输入信号进行最小二乘拟合,不需对特殊点进行特别处理,幅值不受波形畸变的影响,因此可以处理频率相差任意大小的多频信号.通过数值仿真和机车走行部故障的诊断,验证了该算法具有较强的工程实用性,同时结合频谱校正技术可以进一步提高该方法的精确性,更准确地检测出信号频率及幅值.     

基于高阶矩形卷积窗的多频信号参数估计

非同步采样多频信号后,为了减少对信号进行快速傅里叶变换(FFT)而出现的频谱泄漏和栅栏效应等负面影响,设计了一种高阶矩形卷积窗与三谱线插值相结合的信号参数估计方法,推导了多频信号频率、幅值和相位的估计公式,并利用多项式拟合出相应的关系表达式.利用高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法、FFT和加Hanning窗算法进行多频信号参数估计对比仿真实验,实验结果表明,对于多频信号的频率和幅值,高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法比FFT和加Hanning窗算法的估计精度更高.     

基于MSP430单片机相位连续的ZPW2000轨道电路移频信号产生

讨论了连续相位移频信号的时域与频域特性,并给出中心频率分量的相对幅度。为了设计出铁路专用连续相位的移频信号,利用美国德州仪器(TI)16位超低功耗单片机MSP430系列单片机控制AD9832产生连续相位的FSK移频信号,并用铁路专用ZPW2000测试仪表进行了测量,测量结果表明,无论是载频还是低频,误差均不大于0.05 Hz,完全满足铁路移频误差不大于0.1 Hz的要求,为铁路运输提供理论和实践应用。     

信号幅值变化时的电力系统动态频率测量

讨论了信号幅值变化对电力系统频率测量结果的影响，通过对各种测频算法所基于的信号幅值在一定时间间隔内不变的基本假设的分析引出了信号视在频率的概念，证明了在信号幅值变化时视在频率是信号真实频率与部分高频分量（约１００Ｈｚ）的迭加，各种测频算法不可能直接得到信号的真实频率，其测量结果具有与视在频率相同的主要特征，即含有一定的高频分量。提出了对测量结果进行再处理的必要性，并通过一个简单的例子说明了再处理的方法和效果