基于AD9854的超声导波激励电路设计

为解决超声导波激励信号频率单一问题，设计了一种基于直接数字频率合成器（DDS）AD9854的宽频超声导波信号激励电路。在激励电路设计过程中，激励信号是由DDS利用正弦信号的相位与时间线性变化的特性，通过查询芯片内部存储的正弦信号表来实现频率的合成，并快速生成Chirp信号。采用椭圆低通滤波器消除DDS的杂散干扰，采用电压放大电路和功率放大电路进行信号两级放大，实现±25 V、100 kHz~1 MHz的Chirp信号输出。实验结果表明，超声导波激励电路软硬件设计合理，不仅能激励出超声导波检测所需要的宽频Chirp信号，还能明显区分出铝板上有无腐蚀缺陷，适用于激励多种不同中心频率的超声导波传感器。     

开放式电阻抗成像中数字相敏检波器设计

开放式电阻抗成像技术对测量系统的精度要求很高,为此研制了基于FPGA的数字相敏检波器(DPSD)以用于电阻抗成像的数据测量。通过分析DPSD的信号采集与计算原理,给出了关键参数的计算,基于DDS技术的ADC时钟设计方法。同时设计了高速多通道ADC转换电路,低抖动性能的ADC时钟电路、FPGA实现实时数字相敏检波的计算方法,提高了系统的信噪比。经实验测试表明,在1KHz~1MHz正弦信号注入频率的条件下,系统的信噪比最高可达104dB,精度高,稳定度好。     

基于DDS技术AD9850的激励信号源设计

给出了一种基于直接数字频率合成(DDS)技术的涡流检测激励信号源的设计与实现方案。以单片机AT89S52为核心的控制芯片,采用AD9850型DDS芯片,外围配合滤波器、人机交互等模块,得到频率、相位可调的涡流传感器的激励信号源。该信号源系统具有频率分辨率高、稳定性好、频率可控等特点,可实现100Hz-40MHz范围内、步进值为1Hz的正弦信号的输出,电压峰-峰值达到10+0.4V。     

基于DDS芯片的相位相关双通道信号源设计

采用直接数字频率合成(DDS)芯片AD9854设计了一种任意相位相关双通道信号源,利用FPGA可编程器件实现逻辑控制。该信号源可输出两路相干、同频、相位差可设定的正弦信号。同时,利用DDS器件内置的高速比较器及外围信号调理电路,也可同时输出三角波和方波信号。其输出频率范围为0¹50 MHz,频率分辨率为1μHz,相位调节分辨率可达0.022°。实测结果表明,该系统输出信号频率稳定度高、相位差精确。     

手持式生物阻抗谱仪的研制与应用

本研究针对市面上的阻抗谱检测仪器体积大、造价高等问题,研制出了快速、便携、低成本的手持式阻抗谱检测仪器测量生物阻抗。该仪器由直接数字合成式信号源、幅相检测单元、显示及通信等模块构成,可以实现0.1-500kHz的自动扫频仪器通过RS232接口与上位机相连并实现数据的传输与处理。开发了上位机软件,实现了相位AD值、幅度AD值、复阻抗实部虚部值以及复阻抗特征参数等重要数据的输出。此后对该仪器进行了系统检测,结果表明该仪器检测结果稳定可靠,并利用该仪器对84块新鲜猪肉进行了实验,发现细胞外液电阻Re与猪肉样品水分含量值之间存在线性关系,且线性拟合显著决定系数R2达到了0.75,说明该仪器是猪肉水分含量检测的潜在工具。     

基于AD5933的葡萄糖水溶液阻抗分析系统

介绍了基于AD5933的阻抗检测原理和软硬件实现。系统设计采用阻抗测量芯片AD5933,以低功耗高性能处理器STC89C52单片机作为控制器。该检测仪采用AD5933中的数字频率合成器(DDS)产生激励信号,施加在待测阻抗上,ADC采集相应信号并送到片内DFT模块进行数字处理,测量结果通过I2C送至单片机,再由单片机与计算机上位机通信,计算机显示该阻抗值。该仪器能实现电阻、电容、电感阻抗快速、准确地测量,经实验验证,阻抗幅值和相位测量的相对误差较小,(电阻阻抗平均偏差为0.041 1,相位平均偏差为0.152°)。葡萄糖水溶液浓度与阻抗呈线性相关,相关系数大于0.99。     

DDS技术在相位式激光测距中的应用

为提高相位式激光测距中测量距离的精度性及保证光波调制信号的频率和相位稳定性,提出了采用直接数字合成技术(director digital synthesis,DDS)代替传统的锁相式频率合成法,产生频率和相位稳定性高的正弦信号,从而保证测量精度的方案和实践.采用具有分辨率高、频率转换快的DDS技术的芯片AD9850,通过设计相应的电路,程序和低通滤波来实现正弦信号源.实验结果表明,AD9850产生的正弦信号较好地解决了频率漂移和相位抖动等问题.     

基于FPGA的并行DDS

介绍一种提高直接数字合成器(DDS)系统时钟频率的并行处理方法。给出了一个基于现场可编程门阵列(FPGA)的具有400MHz系统时钟频率DDS电路的实现方法和实验测试结果。采用直接中频输出方式,输出频率范围250MHz～350MHz,频率分辨率6Hz,寄生信号抑制50dB。该DDS电路具有接口简单、使用灵活等优点,可用于雷达、电子战领域的宽带信号产生。     

数字互相关技术在交流电法仪中的应用

针对传统电法仪在测量电阻率大的地层时存在测量精度低的问题,提出了一种在交流电法仪中应用数字互相关技术降噪的方案。该方案将交流电法仪接收电极上的测量信号和激励源的参考信号进行AD转换后,在DSP处理器中计算测量信号和参考信号的互相关函数,提取测量信号中与参考信号同频率的有用分量,从而可有效滤除信号传输过程中的各种噪声干扰。测试结果表明,采用数字互相关技术处理交流电法仪的微弱测量信号,可提高交流电法仪的测量精度和抗干扰能力。     

基于AD9954的多功能信号源设计

多功能信号源选用AT89C55单片微处理器对直接数字频率合成器AD9954进行控制与管理,在CPLD和A/D转换等电路配合下实现了1～ 100 MHz正弦信号输出、扫频、跳频信号输出和AM、FM、FSK、PSK、外部AM和FM调制功能.最后,使用了多种高档电子仪器对系统性能和技术参数进行了实验测试,均达到了设计要求.     

同时多频生物电阻抗测量系统解调电路的设计

为获得生物体内不同组织、器官同一时间的阻抗值,设计了一套用于同时多频生物电阻抗测量的解调电路系统,系统包括选频模块、模拟乘法器模块等主要硬件电路.将各模块集成,经测试:解调系统工作频率10Hz～1MHz,在500kHz时,系统仍具有80dB的共模抑制比,系统对阻抗模型的测量结果能以不超过1.92％的误差准确反映模型内阻抗实部、虚部的参数信息;实验结果表明:该解调系统共模抑制比高、测量准确度好,满足同时多频生物电阻抗测量系统的要求.     

NBI射频离子源探针信号采集系统

中性束注入加热(NBI)是托卡马克(EAST)实验装置中最重要的辅助加热手段之一,射频离子源是等离子体物理研究所NBI系统在研究的关键部件.为准确地诊断等离子体参数,本文以PXI为平台,设计了一套射频离子源探针信号采集系统.硬件部分针对等离子体产生过程中1MHz射频干扰问题,设计了一个4阶巴特沃斯低通滤波器.软件部分以Lab VIEW作为开发平台,对探针信号进行实时采集和处理.处理后的数据在GUI界面上显示,并存储在本地硬盘.该系统的实现可以有效解决射频离子源测试试验中的干扰问题,提高获取数据的准确度,为射频等离子体放电调试提供更为可靠的依据.     

基于VB与研华数据采集卡的数据采集系统设计

根据DC600V青藏发电车电源检测的需要,利用研华数据采集卡搭建数据采集系统的硬件平台,介绍系统的硬件结构和软件结构,在此基础上以VB 6.0为平台,采用中断触发方式进行数据采集,实现数据的实时采集、动态显示等,并利用VB和SQL数据库技术,建立设备数据库,为用户提供机车运行状态的诊断和预测。实验证明该系统稳定性好、准确性高。     

无创血糖检测中不同葡萄糖浓度的介电- 频率响应特性研究

无创血糖检测技术具有无痛感、不易感染和可连续监测等优点,是血糖检测技术发展的重要 方向。为了研究在不同频率下、不同葡萄糖浓度对介电特性的影响,该文首先以不同葡萄糖浓度的 水溶液为研究对象,探索了 500 kHz～5 MHz 频率范围内不同葡萄糖浓度水溶液的介电-频率特性。 研究表明,葡萄糖水溶液在 500 kHz～5 MHz 的响应特性与高频下的响应特性不同。在该频段下,当 葡萄糖浓度不变时,水溶液的复介电常数的实部和虚部随着频率的增大而减小;当频率不变时,水 溶液的复介电常数的实部和虚部随着葡萄糖浓度的增大而减小。其次,该文还通过对复介电常数测量 值进行二阶 Debye 模型拟合,并对 Debye 模型中的参数进行了二次多项式拟合。拟合的决定系数均 高于 0.93,最终得出了葡萄糖浓度为 0～16% 水溶液的复介电常数在不同葡萄糖浓度和频率下的相关 函数,量化了葡萄糖水溶液的复介电常数与葡萄糖浓度及频率的关系。最后,通过建立包含皮肤、血 液、肌肉的无创血糖检测模型,并采用基于时域有限差分法对模型进行仿真分析。结果表明,接收电 极 2 与 3 之间的电压差值随着葡萄糖浓度的增加而线性增大,为基于 500 kHz～5 MHz 频率范围内的 无创血糖检测提供了一定的理论基础。     

基于网架结构健康监测电致传感的数据采集与处理

以某屋顶网架结构为工程背景，介绍了网架结构健康监测电致传感系统的数据采集与处理的总体架构、工作原理以及软硬件设计。结构健康监测系统中的数据采集与处理系统主要由单片机和PC机两部分组成，数据处理部分介绍了一种软件滤波方法及其相应的程序。     

基于LabVIEW的远程测控系统的设计

设计了在虚拟仪器的硬件结构和常用开发软件环境下的远程测控系统.该系统包括了数据采集子系统和远程测控子系统.数据采集子系统中包括3个模块:数据采集模块、数据处理模块、仪器控制模块.初步试验表明本设计的基于LabVIEW的远程测控系统是成功的,可以用于野外或危险环境下的温度、湿度等参量的远程测控.     

基于小波变换空间变迹的SAR图像旁瓣抑制方法

为了进一步提高旁瓣抑制的效果,本文提出一种基于小波变换空间变迹的合成孔径雷达图像旁瓣抑制方法。该方法对成像后的复数图像分别进行实部和虚部的二维小波分解,对分解后得到的各子通道进行空间变迹旁瓣抑制,将旁瓣抑制后的各子通道数据通过小波重构得到实部数据和虚部数据,再对重构后的实部数据和虚部数据分别进行空间变迹旁瓣抑制,最终生成基于小波变换空间变迹旁瓣抑制后的复数图像。实验结果表明,该方法能够在基本不损失图像分辨率的基础上,有效抑制图像的旁瓣电平。     

Pole‐zero analysis and wavelength scaling of carbon nanotube antennas

Carbon nanotube (CN) antennas have applications in the THz electromagnetic spectrum. Nanotubes have a highly dispersive and frequency dependent conductivity model. In this article, we compare the poles and zeros in the input impedance of CN antennas at different lengths. We used model‐based parameter estimation to approximate the input impedance of the antenna with a rational function in the complex frequency domain. Despite dispersive conductivity of CN, the imaginary part of the poles and zeros are respectively the integer multiples and odd multiples of the imaginary part of the first pole and zero. However, the real part of poles is almost constant, while the pattern was not observed for the real part of zeros. We also show that CN dipoles operating between 43 and 53 GHz are well matched if the source impedance is much higher than 50 ohms, and even higher than 12.9 kΩ. The fundamental resonances (f₀) of CN dipoles plotted versus their inverse‐half‐length (1/L) are linearly related, but the intercept of the fitted straight line is non‐zero unlike that for perfect electric conductor (PEC) dipoles. This leads to non‐linear variation in wavelength scaling of CN dipoles. The resonant CN antennas are relatively much shorter than PEC dipoles.     

基于DMA的并行数字信号高速采集系统

本系统采用基于FPGA的DMA技术高速缓存多路并行数据,通过数据重组将数据有序发送给处理系统,用于数据的显示与分析。系统采用了嵌入式技术,达到了便携效果,从而更好地适应设备的工作环境。并行数字信号采集实验结果表明,系统能以5MHz、2.5MHz、500kHz、50Hz4档采样频率进行62路并行数字信号采集,各路采集结果正确,并保存了各路之间的同步信息。     

一种基于DFT和曲线拟合的水印算法

提出一种新的基于双线性插值和DFT的鲁棒水印算法.该算法利用傅立叶变换较好的频域分布特性和双线性插值的拟合特性,将置乱后的水印信息利用分别嵌入到载体图像DFT频域的实数部分和虚数部分,然后作离散傅立叶逆变换,并取其实数部分重构公开图像.算法的优点在于大大增加水印的嵌入量,而且利用线性插值的拟合性使得水印找到最佳的嵌入位置.实验结果表明,本算法具有较好的鲁棒性和不可见性,达到真正意义上的统一.