基于双极性采样技术的心率信号采集系统设计

监控人体健康的穿戴式设备中一般都会配备心率检测装置,用于检测用户的心率信号。目前心率信号检测方法有很多种,其中心电信号法在测试心率信号时具有高精度的特性,使得它广泛应用于医疗设备中,但是它容易受到电磁信号的干扰,影响测试精度,同时受到体积的限制,在穿戴式设备中应用较少。心率信号采集系统采用心电信号法检测心率信号,为了降低噪声的影响,在硬件及软件两方面进行降噪处理。硬件设计方面,采用双极性采样技术进行降噪处理,将原信号进行相位翻转生产反信号,利用原信号与反信号在传输过程中会同时受到噪声的影响,最终在STM32中将反信号与原信号进行叠加,降低共模噪声对心率信号采集系统的影响。同时由于输入信号非常小,为了进行信号放大,采用低噪声运放进行信号放大,为了提高信噪比,采用独立电源给运放进行单独供电。软件设计方面,采用32位STM32单片机作为控制器,由于双极性信号处理过程中,反信号会有一定的相位延迟,导致反信号与原信号存在一定的相位差,在叠加过程中引入结果偏差。通过零点检测技术进行相位校准,降低相位误差导致的结果偏差。     

弱电网下LCL型单相并网逆变器的鲁棒延时补偿策略

考虑到控制延时，LCL型光伏并网逆变器传统电容电流反馈有源阻尼(CCFAD)仅能保证采样频率f_s的1/6以内系统稳定。弱电网中，电网阻抗的变化会导致实际谐振频率f_r偏移，若f_r大于f_s/6，系统鲁棒性将会变差。为解决传统CCFAD有效阻尼区间不足的问题，提出一种基于延时补偿的改进CCFAD控制策略，通过在电容电流反馈通道串入级联超前相位补偿器，补偿控制延时引起的相位滞后，将有效正阻尼区扩展至(0,f_s/3)频段，扩大系统稳定域。此外，电流控制环采用比例复数积分(PCI)控制策略，提高了并网电流跟踪性能，仿真和实验验证了所提策略的可行性。与传统CCFAD方法相比，所提延时补偿策略扩大了有效阻尼区，增强了系统鲁棒性。