基于自校正的多回路模拟信号数据采集电路设计

传统的多回路模拟信号数据采集电路存在信号放大单元硬件电路,随着应用环境的变化而产生基准漂移、同类型模拟信号在不同信道之间采集的数据不一致、人工调节电路容易引起误差等问题。本文设计一种可自校正的多回路模拟信号数据采集电路,主要包括信号放大单元、标准满幅值信号端、标准零值信号端和电子开关。电路包括正常运行、出厂调试和自动校正三种控制模式,由控制单元自动完成相应的校正和运行,不需要人工调节干预,可有效避免传统多回路模拟信号数据采集电路存在的问题。

用于低相干干涉测量系统的多通道数字与模拟信号同步采集方法研究

在现代工程领域中,模拟信号和数字信号同步采集的重要性变得越来越显著。同步采集这两种类型的信号可以提高数据采集和处理的准确性、可靠性,并避免数据延迟、抖动等问题,尤其对于一些特定应用场景具有极高的必要性。为了适应低相干干涉测量系统中多类型多路信号的同步采集与处理需求,基于已有的数据采集仪,设计并制作了数字信号调理板,并通过实验验证了数字信号与模拟信号的同步采集情况。实验结果表明:所设计的系统不仅可以实现两种信号的高速同步采集,而且系统整体位移采集的精度很高:电动位移台在0~70 mm行程内,系统测量值与干涉仪测量值最大误差为2.52μm;压电位移台在0~320μm内,系统测量值与干涉仪测量值最大误差仅为0.54μm。

电流型碲锌镉探测器模拟信号调理方法研究

针对电流型碲锌镉(CdZnTe,CZT)探测器输出的快脉冲模拟信号后沿存在过冲、振铃等信号畸变问题,采用传输线理论,分析了阻抗匹配对CZT探测器输出电流型快脉冲信号的影响,仿真研究了电流型快脉冲信号的典型阻抗匹配方法。根据仿真结果,采用平面型CZT探测器样品,在西安120 MeV电子直线加速器上开展了实验研究,研究了不同阻抗匹配位置、不同匹配电阻阻值下CZT探测器输出的模拟信号,实测波形和仿真结果符合较好,验证了本文提出的模拟信号调理方法的可行性。提出的以阻抗匹配为核心的模拟信号调理方法,对电流型半导体探测器,及其他类似超快时间响应探测器中的脉冲信号畸变问题,具有一定的借鉴意义和参考价值。

数字信号处理中的模拟信号恢复技术研究

数字信号能采用理想的低通滤波器,将其重新恢复到模拟信号。从时域角度来看,整个恢复过程是从无限多离散点和单位平移的内插函数相乘求和的过程。基于此,文中通过阐述数字信号处理中模拟信号恢复技术的基本原理,分析了常见的信号恢复方法,并将模拟信号恢复技术应用到各行业,充分发挥了模拟信号恢复技术的作用,提高了其应用效果。

阵列式反中微子探测系统模拟信号发生器设计

使用阵列式塑料闪烁体探测器结合多通道电子学系统对反中微子进行探测是目前较为流行的探测方法,其以多路信号之间的能量-时间符合关系来甄别中微子事件,其电子学系统建立后,需要有符合理论算法关系的多通道随机模拟信号对系统进行测试,以验证系统是否具有预期的探测效果。介绍了一种符合式多通道模拟信号发生器的设计,可以产生满足要求的模拟信号,下位机部分利用高速FPGA作为主控制单元,控制32路DAC通道对外输出信号;上位机部分使用直接抽样方法对蒙特卡洛算法得出的数据生成信号的输出通道、输出幅度和预期输出时间,通过USB传输给FPGA,由FPGA对信号进行精确控制,以达到在多个通道上输出满足要求的信号的目的。测试表明,本系统产生的符合式多通道模拟信号满足反中微子探测的能量-时间符合要求,为复杂的多路仿核信号模拟发生器的研制与改进提供了新的思路。

一种模拟信号采集电路误差分析方法

针对模拟信号采集电路的误差分析,设计了一种充分考虑各级电路误差的最坏情况分析法。主要分析了影响精度和灵敏度的直流误差。忽略传感器、电缆、连接器、PCB寄生电容和任何外部影响/误差,因为这些误差在很大程度上取决于要测量的具体应用或信号。主要分析模拟采集电路中的典型构建模块,如电阻、放大器、模数转换器等。提出了基于反馈因子β的运算放大器误差模型,模型通过反馈因子而获得分析能力,反馈决定了运算放大器在功能和质量方面的性能,通过与开环误差规范的反馈交互实现。对于电阻和模数转换器主要分析其特性误差。采用最坏情况分析法,将可靠性落实到硬件设计中,使得硬件可以长期无故障工作。

基于MATLAB/GUI的模拟信号调制系统设计

本文设计了一个基于MATLAB/GUI的模拟信号调制系统,用于教学和技术开发的仿真应用。该系统包括用户登录、调制类型选择、参数设置、绘图、计算和结果输出六大功能模块。用户可以通过交互式和可视化的界面灵活更改参数,并实时展示对应结果,同时支持参数与结果导出实现数据可追溯。本文还介绍了AM和FM调制的原理与计算公式,以及MATLAB/GUI的基本概念和应用。该系统的设计可以有效辅助教学和技术开发,并在数据可视化方面有一定的借鉴意义。

矢量信号分析中高性能模拟信号采集系统的研究

现代通信涉及大量先进技术,需要有与电子通信相关的测量仪器,以捕获和分析宽带、实时矢量信号。中频数字化技术是实现通信过程的先进手段之一。针对矢量信号分析仪中对中频模拟信号采集系统高性能的要求,文中对系统各部分设计进行简要分析,应用ADS与诺顿等效变换对系统前端模拟抗混叠带通滤波器进行设计、优化与仿真;根据有大动态范围与优良信噪比的高速ADC的工作要求,对应选用的采样时钟信号各项指标进行推导计算,并提出一种应用自适应技术提高高速ADC分辨率的方法。

基于PCI总线与FPGA多通道模拟信号源的系统设计

基于PCI总线,FPGA和DDS原理的特点,设计了具有高精度、高稳定性及高准确性的多通道模拟信号源系统;系统采用以FPGA为主控单元,通过PCI总线接受上位机传输的指令来控制其内部ROM的读写、14位高精度D/A转换器AD9744的转换和多路选择开关ADG1208的选通,产生多路模拟信号输出,并且频率精确度达到0.01%,符合设计要求。

基于HCNR201的高精度模拟信号隔离电路设计

为解决煤巷掘进过程中的探掘矛盾,研制了基于双频激电法和电场聚焦偏转效应的矿用聚焦双频激电仪。该仪器要求输出单路幅值可控、5路相互隔离的双频调制方波电流,同时完成输出电压电流值的高精度隔离采样。论文深入分析了基于线性光耦HCNR201的高精度线性隔离放大器的工作原理,从理论上推导了电压传递函数关系;提出了矿用聚焦双频激电仪隔离电路设计方案,完成了高精度模拟信号隔离电路设计(包括输出电压电流隔离采样电路及电压隔离控制电路)。通过搭建电压隔离采样电路并对其测试结果精度进行分析,表明该电路可实现0~2.5 V直流电压信号的高精度采集。

面向多功能模拟信号处理的开关电流型可重构模拟电路研究

现有的离散时间型可重构模拟电路采用开关电容技术,存在功能有限、带宽低、与数字CMOS工艺不兼容等问题.本文提出了一种基于电流模取样数据技术的可重构模拟电路,能够与数字CMOS工艺技术兼容.设计了细粒度开关电流型可重构模拟单元,设计了面向开关电流型CAB互连的可编程网络结构.在4×2规模的可重构模拟阵列上,重构实现了三个典型模拟电路应用实例,实验结果证明了所设计开关电流型可重构模拟电路是有效的,能重构实现多种功能的模拟电路.

面向多功能模拟信号处理的可重构模拟阵列研究

提出了基于差分式线性可调CMOS OTA和可编程开关网络的新型可重构模拟阵列。可重构模拟单元CAB采用差分式线性可调CMOS OTA电路,明显改善了电路高频性能和抗共模干扰能力。设计了一种蜂窝状可编程开关网络,使得阵列内各CAB单元之间能通过开关互连,可重构实现多种功能的模拟电路,且提高了CAB单元的资源利用率,减小了电路中开关寄生效应。在5×10阵列结构上重构实现了3种不同类型的模拟信号处理电路,实验结果表明,所设计电路正确有效。

多通道GPS模拟信号源

研发了GPS模拟信号源。该信号源能够模拟真实环境中GPS卫星在空中的运转情况,并据此提供相应的GPS卫星信号;同时,该信号源与现有设备中的GPS模块的接口兼容,其输出可直接作为现有GPS模块的输入,在GPS模块中产生相应的时间和方位信息。

模拟信号隔离的实验与研究

本文在做了大量实验的基础上,对部分模拟信号隔离实验给出了实验结果,并比较它们之间的特性与特点.本项研究为模拟信号隔离方案选用提供一些可供参考的数据.

基于FPGA的多通道模拟信号源设计

针对航天测试领域对模拟信号源的设计要求,提出一种新的信号源实现方法。该方法借助计算机软件能实时编程生成波形数据,通过对波形重构电路,调理电路和多通道电路的合理设计,由FPGA控制逻辑实现波形重构和多通道输出。由于方波信号沿变时具有的特殊性,设计专门的方波产生电路,通过实验验证,对原先设计电路的阻尼特性加以改进,实现了方波信号高精度的可靠输出,满足技术指标要求。目前,该信号源已广泛应用于多项航天测试项目。

基于AD650的模拟信号光纤传输系统的设计

在高电压、强磁场的强功率工况下,为了保护控制系统,须将测量系统和控制系统进行高低电位的隔离;采用电压频率(V/F)转换器AD650以频率形式通过数字光纤传输模拟信号,是高低电位隔离、远距离传输模拟信号而又不损失精度的最好解决方法;文中论述了其工作原理、系统组成,详细分析了硬件设计,并进行计算,确定其参数;实验结果表明,基于AD650芯片的传输系统,采用光纤传输,模拟信号传输精度小于0.1%,数据传输速率高,传输距离远,而且传输过程不受外界电磁场干扰,具有良好的线性度和分辨率;电路结构简单,对外界电容要求也简单,仅要求保持良好的稳定性,在实际工程应用中得到了优良的结果。

电流模式可重构模拟信号处理电路

针对现有的可重构模拟电路存在功能有限、带宽小、灵活性不足等问题,设计了一种新的电流模式可重构模拟电路。设计了基于二代电流传输控制器的可重构模拟单元,能减小电路非线性失真,提高电路工作速度与抗干扰能力。设计了一种可编程开关数量较少的纵横交叉开关网络结构,提高了电路灵活性和高频性能。在2×4阵列结构上分别重构实现了四阶低通滤波器和模拟乘法器,实验结果表明所设计可重构模拟电路是有效的。

基于FPGA的模拟信号采样和隔离传输系统设计

针对电子系统中模拟信号采样以及隔离传输的要求设计了该系统。发送端由多通道A/D转换器实现模拟信号的数字化,FPGA作为核心部件实现转换控制和数据处理,产生能够通过单光纤进行传输的数字码流,接收端提取有效数字信号并存储,供控制系统使用,同时通过D/A转换器进行信号还原以便观察。进行仿真和实验测试表明,该方法抗干扰能力强、误码率低、传输速度高。该传输系统的设计和实现可由本科生在实验室完成,作为电子系统课程设计的可选择方案。

电流模式模拟信号处理的进展与展望

本文介绍了电流模式方法的基本概念和电流模式信号处理集成电路的积木块,回顾了其研究的历史和新近的进展,讨论了电流模式信号处理的基本原理,指出了电流模式信号处理的前沿研究及发展趋势。

船舶电站模拟信号的处理及其频载自动调节功能的实现

研究船舶电站模拟信号的处理及其频载自动调节功能的实现方法,经船舶电站模拟器两机组实机运行验证,用此方法实现的船舶电站模拟信号的处理及频载自动调节装置运行可靠,调节性能良好。