基于谐波雷达的新型裂缝传感器设计

基于谐波雷达原理,设计了一种工作在基频为f0 ＝2.45GHz的无源无线裂缝传感器。该传感器介质基板采用 0.254ｍｍ厚的超薄型双面覆铜板,整体结构包括基频接收天线、谐波发射天线、整流倍频器、二次谐波带阻滤波器和发光报警电路。当传感器处于“断裂”状态时,二次谐波带阻滤波器枝节与传感器电路断开,此时传感器将二次谐波信号发送到阅读器实现远距离报警,同时传感器整流电路产生的直流信号将给后端发光报警电路供电以实现位置报警,当传感器处于“完整”状态时? 由于二次谐波带阻滤波器短路枝节的存在,使传感器产生的直流信号无法给后端电路供电,且二次谐波信号无法到达阅读器进行报警,实验结果表明,在“断裂”状态下,当发射功率为20dBm时,阅读器与传感器之间的工作距离可以达到 5.5m,传感器发光报警电路正常工作范围可达0.8m。     

基于带通滤波器的幅频特性调节光电开关灵敏度

研究探讨了调制光频率与检测距离的相关性,旨在通过软件改变红外调制光频率,实现"一键式"智能调节检测距离.以连续周期矩形脉冲信号为例,选用二阶窄带带通放大电路对输入信号进行放大和滤波处理,使不同频率的脉冲信号经过窄带带通放大器自动调节其输出信号幅度,进而影响传感器的灵敏度.经理论推导、仿真设计、实验分析,结果表明:当设定脉冲幅值和占空比为常数时,改变脉冲信号频率可实现传感器灵敏度的调节,从而实现对检测距离的调节.即当ff0时,灵敏度随着f增大而减小.在红外光电开关传感器上应用该方法实现了利用软件调节频率来调节传感器的测量距离.     

浅探谐波滤波器原理与维护

谐波滤波器是DF100A短波发射机的重要组成部分,在使用的过程中常常会出现各种设备故障,如果不能很好的处理和预防,将会严重影响安全播音.本文着重阐述DF100A短波发射机谐波滤波器的原理和维护. 1 谐波滤波器的滤波器的选择 滤波器是用来选择频率的电路,即让某些频率通过同时阻止其他频率信号的通过.滤波器有多种形式:低通、高通、带通、带阻. 低通滤波器同规格所有低于截止频率-3dB的频率,这种滤波器用于除去高于至二级频率的信号谐波成分和干扰信号. 高通滤波器通过所有高于截止频率-3dB的频率,这种滤波器用于消除低于截止频率的强信号干扰.     

基于半波激励的磁调制传感器设计与验证

基于磁调制传感器的工作原理,创新性的提出了通过采用半波激励信号简化设计双磁芯磁调制传感器的方法.传统磁调制传感器是在环形磁芯一次绕组中通以完整的方波、正弦波或锯齿波作为激励信号,然后提取磁芯二次绕组中感应信号的二次谐波来对被测直流信号进行检测的,此二次谐波反映被测直流信号的大小与方向.笔者通过实验发现,若通以半波激励,可反映被测直流信号的谐波由二次谐波变为一次谐波,此时相敏检波电路参考信号无需倍频,因而在器件中可省去倍频电路.分别采用方波、正弦波和锯齿波及其相应的半波作为激励信号进行了实验分析,结果表明,半波激励可以获得更为理想的检测波形,能更好地反映被测电流的大小,提高传感器的灵敏度.     

基于FPGA的可编程滤波器的设计

应变测试系统中传感器输出信号非常微弱,传感器与测量仪连接线较长容易引入干扰信号,且应变仪应用场地干扰信号不同。介绍了一种用FPGA实现的可编程IIR型滤波器,该滤波器以二阶基本节为核心,通过改变二阶基本节的系数来改变滤波器滤波模型及截止频率。嵌入式计算机把系数写入滤波器实现低通、高通、带通及带阻滤波。该滤波器在应变测量仪器应用上取得了很好效果。     

基于2ω0锁定放大结构的硅波导导纳检测电路

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种硅波导导纳检测电路,通过检测光子器件硅波导导纳变化,实现光功率监测。检测电路采用基于目标信号二次谐波(2ω_0)频率的锁定放大结构。目标信号由开关式相敏检测器和跨阻放大器进行频率合成与放大,在2ω_0频率处由二阶OTA-C带通滤波提取,最后硅波导导纳的改变量由提取的电压信号变化量表示。目标信号在2ω_0频率处被提取可以减小1/f噪声对其干扰,从而提高硅波导导纳的分辨率。仿真结果表明,在80 MHz工作带宽内测得导纳分辨率为0.8 pS。     

自适应数字带阻滤波器的设计及应用

本文采用自适应跟踪数字带阻滤波器自动跟踪被测信号中干扰信号的频率，并利用该频率设计相应的数字带阻滤波器去除被测信号中的干扰信号。试验表明，该方法具有设计简单、应用方便、实时性强等特点。     

集成于无源UHF RFID标签的超低功耗CMOS温度传感器

本文提出了一种集成于无源UHF RFID标签的超低功耗CMOS温度传感器。考虑到功耗是影响标签使用的第一要素,本文结构复用标签内部电路产生的电流作为温度转换模块的偏置电流,同时采用标签内部振荡器产生的信号作为传感器计数器的时钟信号。本文设计采用SMIC 0.18 μm 2P4M CMOS,仿真结果表明：电源电压为1.5V时,室温时新增的温度传感器模块功耗仅为100nw;当温度在-20℃~80℃变化时,温度传感器分辨率为0.4℃/LSB。     

入侵探测器技术讲座之四：热释电传感器的热电信号处理（下）

我们在上期的“热释电传感器的热电信号处理(上)”已讨论了热电信号分析，阻客滤波器和运算放大器的运用介绍，本期将接着讨论运算放大器在热电信号处理电路中的应用，以及热电信号滤波放大过程的重要环节。     

瓦斯多通道光纤传感器解调电路的设计

瓦斯多通道光纤传感器是一种基于可调谐半导体激光光谱吸收技术原理,结合谐波检测和波长调制技术对气体的浓度进行测量的检测系统,具有较高的灵敏度.但由于各通道光信号传输距离不同以及电路自身延迟会导致未知的相位差,给信号的处理带来困难.设计了一种基于模拟乘法器MLTD4的解调电路,并对相距为1.5Km的两个通道进行试验.结果表明,该电路可以准确提取被测信号中包含气体浓度信息的二次谐波分量,消除了未知的相位差,方便了信号的处理,并且提高了系统的稳定性.     

EPC Gen2系统读卡效率与距离的关系研究

在EPC Gen2系统应用中,发现标签卡与读卡器间的距离对EPC Gen2系统读卡效率影响较大:距离增大使部分标签卡反馈给读卡器的信号变得很弱而无法识别;需要并发识别多张标签卡时,距离增大使反射信号相对较弱的部分标签卡发出的信号更难到达读卡器。对上述问题进行了量化实验,得到如下结果:当标签卡与读卡器间的距离为3 m时,没有出现漏读标签卡的情况,并且读取时间较短;当标签卡与读卡器间的距离为5 m时,出现个别标签卡在2 min内无法读取到的情况。实验结果表明,随着标签卡与读卡器间的距离增大,EPC Gen2系统读卡速率和读取率明显下降,EPC Gen2系统不适用于需要远距离并发识别多张标签卡且可靠性要求较高的场合。     

数字磁通门传感器的自动相位对准

三轴数字磁通门传感器信号处理电路的延时(相位延迟)及各轴延时不一致,影响数字滤波器的输出性能。提出了基于加权最小二乘法的互功率谱相位法计算延时的方法,针对该数字滤波器的特性,选择传感器的不同谐波信号对比分析相位延迟计算的精度,并设计了传感器的自动相位对准方法。实验结果表明:该计算方法精确有效,自动相位对准使滤波器输出性能提高25.89%。     

基于TDLAS甲烷遥测的数字锁相电路设计

针对以往甲烷测量系统体积庞大、探测距离较近的缺点,提出了基于分布式反馈激光器(DFB)的天然气运输管道安全检测方法及电路设计。重点对基于现场可编程门阵列(FPGA)的正交数字锁相放大器进行设计以及分布式反馈激光器驱动电路和温控电路进行改进设计,并对FPGA核心控制电路、激光器驱动电路以及温控电路进行理论研究与实验验证。采用一次谐波和二次谐波比值计算激光路径中的气体浓度。实验结果表明:系统的最低探测浓度达到20×10~(-6),探测距离达到40 m,实现系统远距离、高精度探测。     

基于单周控制的新型串并联混合型滤波器的研究

基于单周控制技术无需检测谐波电流、无需误差综合、在一个周期内自动消除稳态和瞬态误差等特点,设计了基于单周控制的新型串并联混合型滤波器。该滤波器是在有源滤波器与无源滤波器先串联、再并入电网的基础上,在耦合变压器的二次侧并联基波串联谐振电路,以整个电路单位功率因数为控制目标,整个电路简单,易实现。PSIM仿真证明了该滤波器的有效性与可行性。     

基于GPS/INS/磁力计多传感器融合的连续定位

许多场景都需要准确的连续定位,全球定位系统(GPS)能提供准确的定位、导航和时间服务,但其信号易受干扰,导致在隧道、地铁和地下停车场等环境中性能下降甚至无法使用的情况,提出了一种基于GPS/INS 磁力计多传感器融合的连续定位方法,在应用磁力计和惯性导航系统(INS)组合室内定位时,磁力计数据可对INS累积误差进行有效校正。室外用 GPS定位,当GPS信号较弱时,磁力计和INS的组合信号用于更新定位。为降低GPS信号噪声,采用卡尔曼滤波器对GPS和INS的组合信号进行滤波,针对磁力计易受环境干扰现象,提出一种利用磁力计动态计算和校正航向角的方法。测试结果表明,与未校正的航向角相比,多传感器融合的连续定位方法精度提高了60%,整体定位轨迹误差在2m以内。     

InSb磁阻型传感器在弱信号识别中的噪声抑制方法

洒文以ＩｎＳｂ磁阻型传感器在磁性油墨识别鉴伪点钞机中的应用为例，介绍了在较强干扰环境下提高信噪比的电路方法。文章讨论了ＩｎＳｂ磁阻型传感器的工作原理和利用电桥输入的差动大器抑制电源纹波和高频噪声的方法。并针对点钞速度给出了信号提取滤波器通频带的计算方法，以及在带内分离强干扰的实用电路。利用这些信号处理电路，可以大幅度地提高整机性能，或在满足信号识别性能前提下，降低ＩｎＳｂ传感器的指标要求。     

应用于混合频率综合器的耦合微带线带通滤波器

设计了一种应用在PLL+DDS环外混频混合频率综合器系统末端的平行耦合微带线带通滤波器,用于抑制频率综合器输出频谱中的杂散和谐波分量。带通滤波器采用平行耦合微带线形式,实现了中心频率2 350 MHz,带宽50 MHz,带内最大损耗为-5 dB,带外在2 225 MHz损耗为-47.7 dB、在2 285 MHz损耗为-29.0 dB的指标。通过对此滤波器及此混合频率综合器输出信号的测试,验证了滤波器可以有效抑制此结构的频率综合器输出频谱中的杂散和谐波分量。     

智能控制有源电力滤波器系统研究

采用新的有源无功补偿与滤波器原理方案,通过信号采集电路采集电网信息,然后通过高性能的TMS320F2812智能控制系统对电力系统信号进行检测、数据处理及计算,得到有关高次谐波的信息,产生控制信号到IPM驱动电路中,控制有源滤波器组对电网中的无功电力与谐波进行补偿,达到预定的效果。并对电网的实时监测、对滤波器监控与电网动态信息实时在LCD上显示出来。此系统在理论仿真与实际电网电力系统无功电力与谐波补偿中取得了良好实验的效果。     

实用的压力传感信号检测与处理系统设计

介绍一种实用的传感信号检测与处理系统。详细介绍其中的耦合脉冲发生电路模块和信号采集、放大模块。耦合脉冲发生电路用于产生工程用的传感器启动脉冲,其突出的特点是产生的脉冲稳定,且具有良好的逆向阻隔效果。信号采集、放大模块采集传感器信号,用带通滤波器滤除其中的干扰脉冲,并将信号放大。整个系统以单片机为核心,实现对各模块的控制和传感信号采集、处理、存储,用液晶显示器显示结果,并与外界通信。     

一种四元热释电红外传感器仓储安防系统设计

为满足仓储设施对安防智能化的需求,设计一个智能控制的报警器。以单片机控制技术与传感器技术为基础,单片机AT89S52和热释电红外传感器模块DYP-ME003E为基本器件,构成报警控制系统,通过对输入传感器信号的处理,控制相关模块,实现报警、记录、显示功能。测试表明,本文讨论的报警系统各模块电路能够正常运行,信号接收灵敏度较高,能够判断是否误触发,较好地实现了单片机智能控制报警功能。