基于FPGA的电阻抗成像系统激励信号源

针对人体电阻抗成像系统的要求,设计并实现了一种基于FPGA的激励信号源,输出频率范围为0～1.5 MHz.通过对正弦波进行泰勒级数插值,使信号源的精度得到改进;其频率、相角及幅值可调;不需改动外部电路,即可工作在单频、多频和扫频模式下.实验结果表明,该信号源精度高,幅值稳定性好,调节方便,可满足不同激励模式下人体电阻抗成像系统的需要.     

嵌入式电阻抗测量系统研究

为提高阻抗测量的便捷性及数字化应用,基于ARM架构的S3C2440处理器和Linux3.0.4内核,研发了一套嵌入式电阻抗测量系统。系统采用AD5933作为阻抗传感器,利用I2C通信协议实现AD5933与S3C2440处理器之间的数据通讯,开发QT用户界面实现测量结果的显示,通过操作触摸屏实现阻抗参数的采集、显示、保存及曲线绘制等功能。实验结果表明图像重建质量较好,信噪比达65.6dB,验证了系统软硬件设计的可靠性与稳定性。该研究有助于推动阻抗测量技术在数字化医疗及临床应用的发展。     

基于AT89C51的电阻抗成像数据采集系统

电阻抗成像是近二十年来发展起来的一门全新的医学成像技术 ,是利用对物体表面的电测量来重建反映物体内部组织结构及功能变化的图像技术。文章介绍了电阻抗成像的基本原理 ,着重阐述了由单片机控制的 16电极的EIT采集系统设计思想 ,并具体介绍了该系统的各个功能模块及实验结果     

红外热成像诊断电路板的动态激励方法

在分析激励方式与电路板热模式的关系和大量实验的基础上，提出了电路状态快速转换的动态激励方法，并对动态激励方法的作用和效果进行了分析及实验，结果表明动态激励对红外热成像诊断能力有很大的提高。     

基于AD5933的膀胱电阻抗测量系统

针对膀胱尿容量无损检测设备结构复杂、操作难度大和便携性差等问题,设计一种基于AD5933的膀胱电阻抗测量系统。该系统包括上位机和由数据通信模块、阻抗测量模块和测量电极构成的下位机,采用I2C串口通信,通过下位机输出特定频率的电流信号至人体下腹部,测量膀胱电阻抗。实验结果表明,该系统能实现持续测量人体膀胱电阻抗,膀胱电阻抗所呈现的变化趋势与尿动力学研究相吻合。该系统结构紧凑,操作简便,精度可满足膀胱尿容量评估要求,可通过上位机进行可视化操作和实时监测,对设计开发新型的便携式膀胱尿容量无损检测设备具有指导和借鉴作用。     

电阻抗成像压控电流源的参数匹配设计

电压控制电流源的性能对电阻抗成像的效果影响很大,分析了由3个ICL7650S运算放大器构成的电压控制电流源电路,通过设置电路中匹配电阻的数值,使该压控电流源满足电阻抗成像系统的设计要求。仿真结果表明,该电压电流源的频率和幅值可调,在频率为10 k Hz~1 MHz范围内输出波形失真小,在信号频率为50 k Hz时输出阻抗可高达1.3 MΩ,信号频率小于150 k Hz时输出阻抗不小于100 kΩ,满足电阻抗成像系统要求。     

基于电阻抗成像的立木无损检测系统

为及时监测树木内部结构状态,提出一种基于电阻抗成像理论的活立木无损检测方法,设计一种16电极的数据采集系统。该系统以LabVIEW程序控制数据采集卡为核心,使用NI公司的USB-6361数据采集卡产生正弦交流电压信号,再将其输入压控电流源电路转换为电流激励信号。激励信号循环注入到立木表面的16个电极中,按照相邻激励-相邻测量的方式采集立木边界电压。然后,利用仪器仪表放大电路、可编程增益二级放大电路、高通滤波电路对采集的信号进行处理,以达到放大和滤波的目的。最后,通过数据采集卡模数转换后将数据上传到计算机端,采用敏感矩阵算法实现图像重建。实验结果表明,所设计系统在激励频率为1～20 kHz时,可以有效地识别立木中空洞的位置,并反映出空洞的相对尺寸和大致轮廓,能够实现基于电阻抗成像的立木无损检测。     

基于DFT和虚参考矢量的混频阻抗动态信号测量方法

 为实现对生物阻抗信号在同一时刻,不同频率下的动态检测,本文对混频激励下阻抗信息的提取方法进行了研究,分析了DFT能量泄漏与栅栏效应对正弦信号测量结果的影响,提出了基于DFT和虚参考矢量的混频生物阻抗测量方法.通过仿真和实验,验证了虚参考矢量方法的补偿作用.实验表明,本方法可以通过测量不同频率下的人体阻抗,体现出呼吸、脉搏等信息在不同频率下的动态响应.     

基于内阻测试的质子交换膜含水量软测量研究

燃料电池堆中的质子交换膜的含水量难以直接测量,对此我们提出基于BP神经网络的电堆PEM平均含水量软测量方法。该方法中需要的单片内阻和温度数据由我们按照需要设计的以DSP2407为核心的专用内阻在线测试装置测得。结果表明,该装置达到性能要求,BP网络软测量模型能较好地预测电堆PEM含水量。     

低压电力线信道阻抗测量与匹配

为了测量电力线的阻抗,设计一个电力线载波通信信号发射系统,分析了电力线信道的阻抗特性,根据LC谐振原理,设计低压电力线阻抗测量方案并制作了实际电路在学校各个地方进行实际测量。根据实际测量结果,得出电力线电抗呈感性,包含电阻和感抗两部分,并且阻抗变化的主要因素是感抗的变化。对于实验室、宿舍、办公室这类用电器较多的环境,电力线的电感值较小;而对于教室、走廊、活动室这类用电器较少的环境,电力线的电感值较大。这一结论对电压电力线的阻抗匹配是非常有用的,最后提出一种简单实用的匹配电路设计。     

射频同轴电缆特性阻抗测量方法的探讨

特性阻抗是设计和选用射频同轴电缆时很重要的电气参数。从工程应用出发,介绍几种在生产中常用的特性阻抗测量方法。经过实测比较后,特别推荐一种便捷、实效的通过测量单个连接器电压驻波比获得射频同轴电缆特性阻抗的方法。     

LCR测量仪在阻抗测量中的应用

介绍了LCR测量仅的工作原理及其阻抗测量的特点,分析了信号源输出阻抗、寄生分布参数对阻抗测量结果的影响,指出电容、电感溅量中应注意的一些同题.     

基于自由轴测量法的阻抗测量系统设计

设计了一种基于SOPC技术的阻抗测量系统,采用自由轴测量阻抗法,设计了基于FPGA的DDS测量信号发生电路,基于AD633模拟乘法器的相敏检波电路设计。与传统阻抗分析仪相比,该电路结构简单,稳定性好,测量精度高,具有一定的商业应用价值。实际测试表明,该测量电路实现了频率为1kHz~500kHz的阻抗测量功能。     

测量微小粒子高度的显微投影方法研究

在半导体生产过程中,半导体基片在生长制作时表面会存在一些细微突起的结构,这些突起的尺寸通常为微米量级,若突起的尺寸过高,在流水线上被打磨抛光时极易产生不合格的产品,从而影响生产效率。因此,需对平面上单一(或几个稀疏分布的)非球形粒子的高度进行实时在线测量。针对这一问题提出了一种测量微小粒子高度的方法:显微投影法。介绍了基于显微投影法的微小粒子高度测量系统,实现了约100μm高度的单一不规则形状微小粒子的测量。     

声表面波器件输入及输出负载阻抗匹配研究

针对声表面波器件测量中网络分析仪的负载阻抗与射频传输线特性阻抗不匹配,导致传输线上反射波幅值较大的问题,提出一种减少传输线上反射波的负载阻抗匹配系统与方案。负载阻抗匹配方案针对声表面波器件测量中输入与输出端分别设计不同的无源负载阻抗匹配网络,使输入输出端同时达到匹配状态。负载阻抗匹配系统集成了未匹配通道与匹配通道,根据负载阻抗不同调整匹配参数。对一个中心频率为101.764MHz,带宽为30MHz的声表面波器件使用该匹配方案前后中心频率处的衰减进行测量对比,实验结果表明采用该匹配方案后在中心频率点处输入及输出反射损耗分别为-49.36dB和-38.13dB,比未采用匹配方案时分别减少了44.99dB和29.44dB。     

提高CCD测量精度的方法研究

为了大幅提高CCD的测量精度,提出了一种全新的CCD使用方法。该方法是将像素间距为H的CCD器件的像素行沿与被测边缘垂直方向成一定角度α来进行摆放。此时,单线阵CCD的最大测量误差减小为H×cosα,N个线阵CCD等距错排并以α角度斜放,最大测量误差将减小为(Hcosα)/N,当列间距为h的面阵CCD沿被测对象轴向斜放时,最大测量误差减小为h×sinα。分别采用单CCD和双CCD,对直径为5.000,8.000和12.000mm的三个标准杆件的直径进行了测量。结果表明,双CCD斜放,可获得更高的测量精度。该方法可从理论上彻底打破CCD像素间距的限制,并使CCD的测量精度大幅度地提高,进一步拓展CCD的应用范围。     

HP4191A射频阻抗分析仪的测量原理和误差修正原理

HP4191A射频阻抗分析仪的测量原理是测量阻抗的反射系数,他具有自动校准功能,根据3个参考值的校准值自动修正反射系数的误差。首先介绍他的主要性能特点、测量原理、3个参考阻抗件的原理结构和标准值,然后通过公式推导重点介绍他的误差修正方法。