三维谱域光学相干层析成像系统的研制

介绍了基于光纤迈克尔孙干涉仪的三维谱域光学相干层析(OCT)系统.系统探测器部分为自行研制的高速高分辨率光谱仪,其光谱分辨率高达0.05 nm,使OCT成像探测深度范围达3.4 mm.系统信噪比(SNR)测量值为51 dB,纵向分辨率8.5 μm.系统成像速率达10×103 line/s,通过二维扫描和三维重建,可达到2s采集一幅三维OCT图像的速度.借助三维相干层析成像技术,可以对眼底视网膜等生物组织进行更加直观和精确的显示.     

音频信号分析仪设计

基于离散傅里叶变换原理,以单片机和可编程逻辑器件FPGA构成的最小系统为控制核心,由前级信号调理模块、抗混叠滤波模块、AD637检波模块、A／D采样模块等模块构成。采用数字信号处理技术．在FPGA内部完成了2048点的浮点型FFT计算,能准确判断频率成分在20Hz～10kHz、幅值范围在0．1mV-10V的输入信号的功率谱及其总功率,频率分辨力最高可达10Hz,并能分析正弦信号的失真度。系统对待测量5s刷新一次并可实时显示。另外还增加了掉电存储回放显示及信号频谱显示的功能。     

基亏μC／OS-Ⅱ的高精度超声波测距系统设计

介绍一种以ARM处理器LPC2138为核心,采用超声波回波信号的A／D采样检测原理,实时测距,液晶屏显示的便携式系统。该系统利用ARM处理器处理速度快的优点,自行处理A／D采样速度。系统的测距范围在0．1-4．5m内,测量精度为1cm,实时性好,准确方便,有较高的推广价值。     

全光纤相干多普勒连续激光多普勒风速仪研究

介绍了一套全光纤相干连续激光多普勒风速仪,该激光风速仪使用了1.5um光纤激光器作为激光光源,其输出能量为~1W,利用保偏环形器、耦合器等器件搭建了一套同轴收发的风速仪系统。利用距离望远镜~5m的转盘对系统进行了校准实验,实验结果表明系统的速度分辨率和测量与转盘实际速度的线性拟合系数分别为0.021m/s和0.99。该系统还成功实现大气风速的测量（~25m处的大气）。     

激光多普勒测速及微机数据处理

本文设计了一套激光多普勒测速系统,并对该系统作了理论分析和计算。系统可与微机接口,并对固体表面速度进行了实时、快速和准确测量。系统动态范围为1m/s～12m/s,精度达±6%。实验结果表明:实验值与理论计算符合得较好。     

基于光网靶的弹丸速度精确测量系统

设计开发了一套基于光网靶的高精度弹丸速度测试系统。系统采用3站式设计,可以测量出弹丸飞行速度的变化。信号处理单元采用了最新的CPLD模块,集信号放大、脉冲触发、触发计时和脉冲合成于一体。系统有效测试截面为100mm×100mm,设计测速范围50~4000m/s,测量误差小于0.1％,可以对直径15~100mm的弹丸速度进行测量。利用该系统成功测量了电磁轨道炮发射的弹丸速度。     

基于TDC-GP22的脉冲激光测距系统设计

为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求,设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨45ps的专用计时芯片TDC-GP22实现高精度、高分辨率的时间间隔测量,并采用高带宽放大电路及恒比定时时刻鉴别方法提高系统精度。详细论述了TDC-GP22时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明,该系统的测量分辨率达45ps,对时间间隔1μs内的测量精度可达60ps,对应150m测距精度可达1cm;对时间间隔1μs以上的测量精度可达1ns,对应千米级测距精度可达0.15m,满足高精度距离测量的应用需求。     

数字示波器

基于数字示波器原理,设计了以单片机和FPGA为控制核心,由阻抗变换、峰值检波、程控放大、采样、频率测量以及校准信号产生等模块构成的数字示波器。其实时采样速率小于1MHz,等效采样速率大于200MHz．系统输入频率范国为10Hz-10MHz,幅度范围16mV-8V,垂直灵敏度有1V／div、0．1V／div、2mV／div三档,而水平灵敏度有20ms／div、2ms／div、1ms／div、40μs／div、20μs／div、2μs／div、200ns／div、100ns／div共8档。信号幅度和频率测量误差都小于1％。     

正弦相位调制全深度频域多普勒光学相干层析成像技术

将多普勒探测与正弦相位调制复频域光学相干层析成像技术(OCT)相结合,建立了基于正弦相位调制的全深度频域多普勒光学相干层析成像系统。利用正弦相位调制B-M扫描方法,并采用傅里叶变换结合带通滤波的方法重建复干涉谱信号,获得全深度层析及多普勒图像。成像深度范围扩大为原来的2倍,在整幅图像范围内均可获得较高的速度探测灵敏度。基于该系统获得了血流仿体的全深度层析图及全深度多普勒图。实验测量的系统最小可探测速度为5.35μm/s。     

智能化CO2／O2浓度,环境温度分析测试仪

CO2／O2浓度、环境温度分析测试仪主要由浓度／温度探测系统、信号放大与处理系统及显示报警系统等部分组成。其中，CO2浓度的探测采用非色散红外吸收原理制作的微音电容式红外传感器；O2浓度的探测采用磁压式原理制作的氧量探测器；温度的探测则采用阻位随温度变化的厚膜白金测温电阻器。仪器采用模块式结构，测量灵敏度高。CO2浓度的检测范围为0～0．3％，精度优于±1％，响应时间小于15S；O2浓度的检测范围为0～25.0％，精度优于±1％，响应时间小于10S；温度的探测范围为-40～60℃，精度优于±0．5％，相应时间小于0．5s。     

光照度检测仪的设计

在公路隧道交通中,照度的测量和控制是很常见的。基于此设计一种具有自动量程转换功能、测量精度高、成本低的工控型数显照度计。本设计是以单片机Atmega8为核心部件的测量系统,硬件部分主要由信号采集、信号放大、A/D转换、数码显示和RS485通讯接口几部分。整个系统软件部分主要有：传感器数据采集模块、光亮度检测模块、通讯接口模块、光亮度显示模块。通过实验测试,本系统设计合理,其测量范围、分辨率、光谱响应误差基本上达到了设计的要求。     

光照度检测仪的设计

在公路隧道交通中,照度的测量和控制是很常见的。基于此设计一种具有自动量程转换功能、测量精度高、成本低的工控型数显照度计。本设计是以单片机ATMEGA8为核心部件的测量系统,硬件部分主要由信号采集、信号放大、A／D转换、数码显示和Rs485通讯接口几部分。整个系统软件部分主要有：传感器数据采集模块、光亮度检测模块、通讯接口模块、光亮度显示模块。通过实验测试,本系统设计合理,其测量范围、分辨率、光谱响应误差基本上达到了设计的要求。     

用于瞬态高速飞片速度测量的光子多普勒测速系统

针对目前VISAR等测速仪在测量瞬态高速小飞片速度时调试复杂、测试成功率低等问题,基于光子多普勒效应和自混频原理,采用1 550 nm单模激光,成功研制了一套光子多普勒测速系统。使用该系统测量了不同激光能量密度下的复合飞片瞬时速度,结果显示:该系统测试成功率高,响应速度快,获得的速度曲线完整而清晰。与传统的VISAR和F-P干涉测速仪相比,具有操作简单、测试成功率高、便于携带等非常明显的优势。该系统适用于速度在几百米/s～几千米/s的微小飞片或者微区爆轰的速度测量,也可应用于常规爆炸流场的测试。     

Real-time system for high-image resolution disparity estimation.

We present the hardware implementation of a simple, fast technique for depth estimation based on phase measurement. This technique avoids the problem of phase warping and is much less susceptible to camera noise and distortion than standard block-matching stereo systems. The architecture exploits the parallel computing resources of FPGA devices to achieve a computation speed of 65 megapixels per second. For this purpose, we have designed a fine-grain pipeline structure that can be arranged with a customized frame-grabber module to process 52 frames per second at a resolution of 1280 x 960 pixels. We have measured the system's degradation due to bit quantization errors and compared its performance with other previous approaches. We have also used different Gabor-scale circuits, which can be selected by the user according to the application addressed and typical image structure in the target scenario.     

双载频步进频率雷达精确速度测量方法

步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行测量以补偿其影响。该文提出基于单个步进频率脉冲串的共轭法速度测量方法,然后提出一种同时发射双载频步进频率信号的速度测量方法,并分析了其潜在测量精度。理论分析和仿真结果证明,两种方法相结合不仅具有普通步进频率信号的高距离分辨率等优点,而且具有速度测量无模糊测量范围大、测量精度高的特点,可以利用速度测量值补偿目标一维距离像的距离移动和失真,从而同时实现高速目标的速度精确测量和高分辨成像。     

室内高速激光三角测距技术的设计与实现

为了实现室内大范围环境激光测距,采用三角测距原理设计了一套高速激光测距系统。该系统采用高分辨率线性CCD传感器采集环境信息并输出二值化信号,由32位单片机对二值化信号进行处理,利用分段拟合法得到的距离解算算法对二值化信号进行解算,从而得到激光光斑与测距模块镜头中心的距离;最后进行了实验验证。结果表明,测距仪具有714Hz的测量频率,最大测量距离为6311mm,最小测量距离为48mm,平均误差为2.8mm,最大测量误差为11mm。该测距系统可满足室内大范围环境测量的要求。     

基于Windows CE实时视频采集与显示

通过Platform Builder定制支持Camera Interface模块P通道DMA的Windows CE 5.0系统。该系统适用于三星S3C2440平台,在S3C2440硬件平台上运行的Windows CE 5.0系统环境下,配置Camera Interface模块ITU-R BT656格式数据被剪裁和缩放并通过4个DMA通道实现实时视频数据的接收及"乒乓"数据缓存。并实现将数据缓冲区中图像数据在TFT-LCD上实时显示,最高分辨率可以达到640×480,实时显示速率达到22帧每秒。     

基于FPGA控制VGA显示的多通道数字示波器的设计

为了实现对O～1MHz的信号进行测量以及显示的目的,制作了基于SOPC技术的VGA显示数字存储示波器。采用硬件与软件相配合的设计方法,主要模块有基于FPGA的最小系统模块、信号调理电路模块、AD采样模块、触发电路模块、VGA显示模块、4×4矩阵键盘模块和RAM存储以及FLASH存储模块。具有模拟信号可进行任意电平触发、数字信号可使用上升沿和下降沿触发、存储回放、垂直灵敏度档位设置、扫描速度档位设置、VGA显示多个界面等特点。通过波形测量实验,得到较好的显示波形。     

New high-precision digital tachometer

A new approach to the digital measurement of angular velocity is discussed. The straightforward hardware implementation resulting from the proposal results in very high precision and resolution in measurement. The measurements can be made in a very short time, and can be considered almost instantaneous, leading to up to 14 700 samples of speed per second.     

精密跟踪雷达中全软件实现测距和测速

测距和测速是精密跟踪雷达的重要组成部分,采用基于DSP和标准总线硬件平台全软件实现测距和测速功能后,其硬件量缩减为3个模块板,精度和性能稳定性得到较大提升,更易于系统调试和验证。文中对全软件实现测距和测速的硬件组成和软件模块进行了介绍,并对调试方法作了介绍。