基于STM32的雷达信号跟踪控制系统设计

为了保证航空器运行过程中,天线能够实时的对准行航空器,保证通讯的正常,本文设计了一种基于STM32的雷达信号跟踪控制系统。使用STM32F407IG控制芯片作为信号跟踪控制系统的处理器,通过处理来自接收机的方位差电压ΔA信号和俯仰差电压ΔE信号,控制步进电机的转动,实现对天线运动状态的控制,保证天线能够实时对准航空器。STM32F407IG自带的定时器提供了PWM脉冲功能,可以通过给步进电机驱动器发送脉冲命令来实现对电机的运动控制。为了保证运动的可靠性,系统使用了旋转变压器形成闭环控制。     

基于STM32的建筑物接地电阻检测仪的研制

针对目前建筑物接地电阻检测装置存在的缺陷,提出一种基于STM32的建筑物接地电阻检测的系统方案。该方案根据三极补偿原理,采用嵌入式系统控制的主从机软硬件实现接地电阻的精确测量。检测系统包括交流合成、信号采集和数据处理三部分。检测系统由STM32控制产生频率精度高、波形稳定的交流电流注入接地网,对地网中的电压电流信号经带通滤波、差分放大、同步AD转换、FFT处理得到精确地接地电阻值。本检测系统能够提高检测精度以及检测效率,实现检测工作的智能化。     

微弱光信号检测电路的实现

为将微弱光信号有效地转换为电信号以方便后级电路处理,设计了微弱光信号检测电路。电路由光电转换和前置放大两部分组成。光电转换电路采用低输入偏置电流运算放大器AD 549实现;前置放大电路使用对称三极管组成的对数比率放大电路实现,并在同等条件下与集成电路LOG 100组成的前置放大电路相比较。实际测量表明,该放大电路设计可有效放大低于1 nW的微弱输入信号,同时对噪声也有很强的抑制作用,而由LOG 100组成的电路对噪声的抑制能力明显衰减。     

基于压应力的新型温度计设计

利用应变式压力传感器测量由全桥式双金属片因热胀冷缩产生的形变,获得温度调制的电压信号,并通过A/D转换芯片将信号传入STM32F407ZGT6核心控制器,利用TFT屏幕来显示所测温度,获得了一种低成本、低功耗的新型数字温度计。     

基于STM32的温湿度变送器设计

针对目前常见的电流型温湿度变送器恒流输出特性较差、精度较低、校准繁琐的不足,给出了一种基于STM32单片机的温湿度变送器设计方案。该电路以STM32单片机为控制核心,以SHT11数字式温湿度传感器采集环境温湿度。通过STM32的内部12位D/A输出模块将温湿度转换为模拟电压信号。随后,该电压信号通过V/I转换电路变为4～20mA的模拟电流信号。研究了常见V/I转换电路的原理并提出改进电路方案。最后,基于STM32的内部FLASH存储功能给出了一种上位机软件校准方案。通过对比仿真和实验表明,该变送器具有成本较低、恒流特性较好、精度较高、校准快捷方便的优点,能够满足工农业生产中常规温湿度测量的要求。     

基于锁相放大原理的微弱光信号检测系统设计

为了解决强噪声背景下微弱光信号检测难的问题,介绍了一种基于锁相放大原理的微弱光信号检测系统。系统采用对1 550nm的DFB激光进行调制的方法产生前级信号,利用PIN光电二极管产生的电流信号作为原始信号,经过前级放大、锁相放大及低通滤波电路还原调制信号。系统采用OPA124作为前级运放,AD630作为锁相放大器,参考信号和调制信号均由DDS芯片AD9850产生。滤波电路、移相电路和调制电路均采用高精度运放OP07来设计。实验结果表明,该系统具有很高的线性度,灵敏度为4.51V/V,精度大于0.05%,是一种高精度、高实用性的微弱光信号检测系统。     

简易数字照度计的设计与实现

基于UI202可见光照度传感器设计了成本低、体积小、动态范围大、操作方便的简易照度计.通过对UI202的光照特性进行测量,得出输出电流和光强的关系,并通过电流电压转换技术,将输出电流转换成电压信号,再利用低漂移、低功耗仪表放大器AD620芯片对电压信号进行调理,使其输出电压信号与标准照度计进行对应,最后可得到动态范围为0~7 000lx的照度计.     

基于LED-89C52的无人机动态信号采集处理系统设计

无人机动态信号采集与处理,是对无人机控制的关键。设计并实现了一种基于LED-89C52的无人机动态信号采集与处理系统,该系统以89C52单片机为核心,使用高质量的信号采集终端模块以及信号处理调理模块增强检测精度,提高无人机大气信号检测的动态性能,系统的硬件设计,主要包括89C52单片机、信号采集终端、信号处理板模块、信号调理模块以及传感器信号放大与A/D转换模块和显示译码驱动模块、LED数码管显示模块等,给出了系统实现动态信号采集与处理的流程图以及程序代码,实现无人机中动态信号有效采集与处理。实验结果表明,所提系统可准确获取无人机中动态信号,完成信号的有效处理,具有较高的准确率,应用前景阔。     

基于3G-ASCX的小型飞行器异常导航信号检测系统设计

传统方法在异常导航信号信噪比较低时对小型飞行器异常导航信号的检测效果不理想。设计并实现了一种基于3G-ASCX的小型飞行器异常导航信号检测系统,硬件设计时着重于ASCX传感器模块、异常导航信号检测模块、主控基站模块、3G/GPRS传输模块的研究,3G/GPRS传输模块的硬件设计中,通过功耗低体积小的CC1100完成异常导航信号的收发,传输过程中通过芯片STC12C5410AD完成电容的平衡转换,选取了MC3486进行电压的转换,最终实现异常信号数据的安全快速传输;软件设计中,系统软件流程设计及异常导航信号检测模块软件设计,最后进行仿真实验,实验结果证明,相比传统系统,所设计系统检测到的小型飞行器异常导航信号同实际测量的异常导航信号具有较高的匹配度,与实际值相比,误差小于1dB,适合推广使用。     

面向电容式微机械超声换能器器件的32通道收发 电路设计与测试*

针对以电容式微机械超声换能器(CMUT)阵列为探头的超声成像系统,设计了一种兼具现场可编程门阵列(FPGA)控制、脉冲驱动以及微弱电流信号检测功能的电路。利用FPGA产生64路控制信号,控制脉冲信号的频率、脉冲个数、占空比等参数;脉冲电路在FPGA以及直流电压的控制下,产生32路脉冲信号;接收电路通过跨阻放大结构实现32路电流信号检测;32通道收发电路利用脉冲产生芯片内自带的T/R开关进行高压隔离。通过搭建测试平台,对收发电路功能及一致性进行测试,并连接CMUT进行自发自收测试。测试结果表明,32通道收发电路具有良好的一致性,电路可以实现基于CMUT阵列的32通道超声信号的发射,检测回波信号,并对CMUT器件的带宽进行测试。电路具有功能完善,结构稳定的优点,为基于CMUT阵列的超声成像系统的应用提供了硬件支持。     

升船机检测系统中的噪声分析及应对措施

分析升船机检测系统中存在的噪声,从噪声的产生、传递特性入手,提出有针对性的应对措施,如以信号输入电缆的屏蔽,选用高共模输入比的运放、减小测量带宽、增加高频去耦电容、电路板信号分区布局等。通过这些措施,最大限度降低噪声对检测信号的影响,以提高升船机检测系统的可靠性、稳定性、精度。     

外加静电场下激光诱导等离子体电子、离子特性的实验研究

从局部热平衡等离子体的一价铝离子速度服从麦克斯韦-玻尔兹曼分布出发,导出了电流信号的时间演化函数,通过对实验曲线拟合,得到激光诱导铝等离子体中一价铝离子的平动温度.实验研究了电流信号强度与外加电压之间的关系.实验结果说明电流信号强度随外加电压的增加而增大但并非线性增长而且与缓冲气体的性质和靶样品的物理特性有关.     

基于STM32的故障电弧检测装置设计

检测负载电流信号特征是判断低压配电线路中是否发生电弧故障的有效方法之一。依据国家标准GB/T 31143-2014《电弧故障保护电器(AFDD)的一般要求》,搭建模拟串联故障电弧实验平台,研究故障电弧发生时电流波形的特征,并采用db4小波函数作为小波基函数,对降噪后的电流波形进行小波分解重构,提取小波高频分量,计算小波高频分量的周期方差值,将周期方差值作为主要特征值来进行电弧故障检测;为了在硬件上验证该检测算法的可行性和有效性,将电弧故障检测算法移植到STM32平台,设计了基于STM32的故障电弧检测装置,该装置可以实现电流信号采集、数据处理和串联电弧故障检测识别功能。在以阻性负载、LED灯、吸尘器和微波炉为屏蔽负载的实验结果表明,该装置能够检测出串联电弧故障,且可靠性高,不会在没有产生故障电弧的情况下产生误判。     

基于HgCdTe红外探测器的微弱信号检测电路设计

 被动动态傅里叶变换红外光谱（FTIR）仪可用于周围环境红外辐射的光谱分析,其中红外信号检测是光谱仪中的重要组成部分。基于高信噪比、高灵敏度、温漂小和抗干扰能力强的电路设计原理,采用滤波电源供电,使用高速低噪声高精度的运算放大器,通过合理的电路布局和元器件选择来设计红外信号检测电路。在大气环境和室内气室的实验条件下,红外信号检测电路组成的红外光谱仪对目标气体进行红外遥感,并对实验结果进行了分析和探讨。实验结果表明：在系统中运行的检测电路具有较高的信噪比和较好的稳定性,测量精度高,可实现对大气环境的红外遥感。     

锁定放大器在检测微弱信号中的应用

对锁定放大器的功能原理进行了介绍,并用锁定放大器对微弱信号及加了不同噪声的微弱信号分别进行了测试,实验证明锁定放大器具有良好的检测微弱信号的功能.     

On the Similarity of the Statistical Characteristics of Spontaneous Radiation of a Quantum Amplifier at Different Gain Factors

The transformation laws governing the statistical properties of the quantum noise of an optical amplifier when its gain factor and spectral line profile are varied are considered. The correlation functions of quantum noise both at the amplifier output and after nonlinear transformation normalized to the correlation time of quantum noise at the amplifier output were found to be independent of the amplifier gain provided that it exceeds 10 for the Gaussian spectral line profile and 10³ for the Lorentzian profile. The spectral density of quantum noise transformed in a nonlinear system was shown to possess the same similarity property. It was found that the statistical characteristics possess a similarity property even in the case of variation of the spectral line profile from Gaussian to Lorentzian. It was concluded that such a characteristic of quantum noise of an optical amplifier as the correlation time bears virtually all information on the above-mentioned statistical properties at a reasonably large amplifier gain. The similarity property revealed has an important application. It allows finding the matching condition between the optical signal spectrum and the gain profile of the optical quantum amplifier to achieve the highest sensitivity of signal detection by the amplifier.     

可见近红外波段光谱辐射采集系统的设计与应用

针对目前卫星遥感器进行场地定标的光谱观测仪器的应用需求，设计了可见近红外波段(0.4 μm~1.0 μm)的光谱辐射采集电路系统，并结合光谱辐射采集模块进行了应用与数据分析。重点介绍了线阵探测器的选型与驱动需求，并完成了基于STM32微处理器的设计。结合辐射观测需求，在信号处理部分使用仪表放大器运放对探测器的模拟输出信号进行处理，并采用STM32内部的A/D转换器采集。分析数字信号输出的结果，该辐射测量电路系统的的采集数据达到了1 LSB的数据精度(≤0.8 mV)。探测器电路系统应用到光谱辐射采集模块中，进行了户外应用与数据分析，光谱辐照度比对结果的偏差小于5%。光谱辐照度的比对结果证明整个系统可以直接进行产品应用，满足野外辐射测量数据的可靠性获取。     

380V电永磁控制器的设计与实现

设计了一个以STM32F103为控制核心的电永磁控制器,实现了在交流380V输入电压下, 对电永磁本体进行充退磁。系统输入电压经同步变压器降压处理后,由过零检测电路获取过零信号,然后通过STM32F103输出脉冲串,经脉冲变压器KCB6743加至可控硅,实现了半波整流电路精确的功率输出;灵活简单的按键操作以及完整的显示功能,很好的实现了人机互动。通过测试本系统能准确的对电永磁本体充退磁操作,并且能够通过按键设置充退磁电流,实现电永磁的磁力大小调整。该控制器具有成本低、易操作、通用性强以及高可靠性的特点,使其广泛应用于电磁领域。     

双向反射率测量中锁相放大器的设计

均匀材料表面除镜反射方向的其他散射方向光辐射强度都较微弱.采用信号参量估计中行的最大似然估计,应用相关检测技术,利用被测信号与背景噪声不相关特性,设计了适于微弱光电信号检测的装置--锁相放大器.对金刚砂反射天顶角-55°～55°范围测量的实验结果与双向反射率(BRDF)模型比较显示,在可见光0.632 8 μm波段,误差为3.43%;近红外1.34 μm波段,误差只有0.01%.该锁相放大器适用于材料表面双向反射率的测量.