移动场景下高速可见光通信系统硬件电路设计

针对移动场景下高速可见光通信中存在信号衰减快与系统带宽受限问题,创新设计了能够实现高速、稳定可见光通信系统的自适应均衡硬件电路。首先,从自适应控制接收信号衰减角度,提出一种面向移动可见光通信的自适应增益电路设计方案。其次,从补偿通信系统频响衰减角度,设计了一种模拟预均衡与后均衡电路。最后,基于所设计的电路搭建了可见光通信硬件测试平台。实验结果表明,将自适应均衡电路应用于可见光通信系统中,可以有效提高通信速率,还可有效克服移动过程中信号衰减与中断问题。

一种印刷机滚筒表面位置偏差的高精度光电测量系统

为了提高印刷机的印刷品质,构建了一个测量高速旋转物体表面位置偏差的高精度系统。介绍了该系统的设计原理、结构,各个模块的功能以及软件设计的思路,重点讨论了条形码设计的思路以及利用锁相法测量旋转物体表面位置偏差的方法,并通过实验结果分析,评估了该系统的质量。实验证明该系统可以测量10μm的位置偏差,测量误差低于3μm,测量误差稳定可靠,检测速度快,为印刷机滚筒表面位置偏差的测量提供了一种全新的技术手段。

测量旋转部件切向位移偏差的高精度光电监测系统的设计与实现

彩色印刷机依靠印刷滚筒的旋转运动来完成套色印刷，而旋转过程中的切向位移偏差会引起套印误差，影响印刷品质。基于光电转换技术的高精度光电监测系统可实现对旋转部件切向位移偏差的实时监测。论文主要介绍了系统整体结构中关键模块的原理和功能以及软件设计的思路。通过实验验证，系统可以分辨107m的位移偏差，测量误差低于±3？m。监测系统稳定可靠、检测速度快、精度高，为旋转部件切向位移偏差的测量提供了一种全新的技术手段。

基于PSpice的OCT光电探测系统设计

从OCT输出微弱信号的特点出发,设计一种抗干扰能力强、信噪比高的光电探测系统。为了追求高信噪比和大带宽,在设计过程中借助PSpice对电路进行性能分析,并对电路元件进行优化。仿真结果表明所设计的光电探测系统不仅能准确探测有效信号,而且具有很高的信噪比。

光电检测系统测量旋转转台表面位置偏差

印刷机依靠滚筒的旋转运动来完成高精度的套色印刷,由于滚筒难以避免滚轴偏心等不圆度的存在,导致印品出现套印精确度不高,以致印刷的文字或图像有重影而影响印刷效果。为了检测这种不良状况,我们用精密转台模拟印刷滚筒的运动,构造一种测量转台表面各点的位置偏差的高精度光电检测系统,使系统的精度可以控制在±10μm内。本文对旋转偏心转台的运动规律进行了分析,并重点介绍了条形码、比相电路以及MSP430程序的设计,实验表明,测量精度达到系统要求。

用于测量印刷机套印误差的光电检测系统

为测量高速运动状态下印刷机滚筒表面位移偏差,采用了黑白条形码编码为基础的光电检测方法,设计并实现了一套非接触式光电检测系统。通过精确设计的检测条形码,得到了系统在高速测量情况下的工作状态和测量精度,测量误差低于±3μm。结果表明,系统工作稳定可靠,检测速度快,满足套印误差测量的精度要求,为有效解决印刷机套印误差提供了全新的技术手段。

基于微波反射光电导法的硅材料少子寿命的研究及系统构建

本文基于微波光电导法的测量原理,从单晶硅材料中的电导率和少数载流子浓度的关系着手,提出了一个基于激光—微波双辐射源的硅材料非平衡少数载流子寿命测量系统,介绍了系统结构与工作原理,讨论了系统中各模块功能及其实现原理,完成了模块的理论分析与设计。初步实验表明:设计方案具有可行性。

掺铒CaF_(2)、SrF_(2)、PbF_(2)晶体的光谱性能与团簇结构研究

3μm波段中红外激光处于大气传输窗口,又可以作为基础光源,是激光技术研究的前沿。目前,铒离子激活的激光晶体材料是产生3μm中红外激光的重要途径之一。然而,Er3+离子4I11/2激光上能级荧光寿命较短,下能级4I13/2的寿命较长,难以实现粒子数反转,导致自终止现象。为了解决这一难题,往往需要高浓度掺杂,通过能量传递降低4I13/2能级的寿命。然而高浓度掺杂又会造成晶体热性能变差,限制了掺Er3+激光晶体效率和功率。三阶铒离子容易在氟化物晶体中形成团簇,导致稀土离子间距缩短,即使在低掺杂浓度下稀土离子之间的能量传递作用仍较为显著。同时,低浓度掺杂还可以减轻激光运转下晶体的热堆积效应。掺铒氟化物晶体已成为一类重要的高功率、高效率中红外激光材料。然而,掺铒氟化物晶体的光谱性能与铒离子团簇结构之间的相互联系尚不明确,制约了掺铒氟化物晶体光谱和激光性能的进一步发展。本文采用第一性原理计算模拟了铒离子在CaF_(2)、SrF_(2)和PbF_(2)晶体中的团簇结构。结果显示,铒离子团簇结构随基质晶体变化逐渐演变。结合模拟计算和实验表征定性揭示了不同晶体离子团簇与光谱性能的联系,为掺铒氟化物中红外激光晶体材料的调控与设计提供参考。

表面等离子体共振成像生物芯片检测系统

根据表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)原理,提出基于表面等离子体共振成像(Surface Plasmon Resonance imaging,SPRI)的生物芯片检测系统构建方法.介绍了SPRI生物芯片检测系统的原理、自行组建的SPRI生物芯片检测系统的结构.采用Kretschmann型棱镜耦合结构激励SPR,偏振的平行光经棱镜投射到生物芯片上,发生表面等离子体共振,由CCD摄像机采集反射光芯片图像.以巯基修饰淋病奈瑟氏菌探针为例验证该系统,利用自组装单分子层技术(Self-Assembled Monolayer,SAM)固定探针.应用该检测系统采集了探针共振、非探针处共振、探针和非探针处都不共振时的生物芯片图像.

基于红白蓝模式色温可调的LED照明系统

根据混色原理,证明了利用红光、正白光和蓝光三种颜色的LED混合实现色温调节的可行性。把色温可调白光LED照明系统分为五个模块,对五个模块进行设计和优化,实现了显色指数高、色温动态可调、光谱覆盖范围广、能适应不同时间、场所对色温可变要求的LED照明系统。

高光谱结合哈里斯鹰优化核极限学习机鉴别化橘红胎切片年份

化橘红胎是药用历史悠久的广东省道地中药材,由于其制品收藏年份越久远价格越高,市面上常有以次充好的现象。为此,采用高光谱成像技术,结合哈里斯鹰优化核极限学习机对四组不同年份的化橘红胎切片样品进行鉴别。采集四个年份共193个化橘红胎切片样本400~1000 nm的高光谱图像。首先采用主成分分析法(PCA)分析化橘红胎切片的原始反射光谱,然后分别采用Savitzky-Golay平滑(S-G平滑)、多元散射校正(MSC)、标准正态变量交换(SNV)对样本光谱进行预处理并建立核极限学习机(KELM)模型;发现经SNV处理的样本光谱的判别准确率最高,训练集达到99.24%,测试集95.56%;进一步用竞争性自适应重加权算法(CARS)、蒙特卡洛无信息变量消除法(MCUVE)对样本光谱进行特征波长的选择;最后,采用KELM建立判别模型,同时使用哈里斯鹰算法(HHO)优化KELM参数选择并比较建模效果。结果表明:基于HHO-KELM的判别效果相较KELM有0.76%~4.44%的提升,通过MCUVE筛选所得特征波段信息冗余明显减少且精度提升,训练集和测试集最佳准确率均可达100%,故采用高光谱成像技术可以实现对不同年份的化橘红胎切片进行无损鉴别。

高速白光LED光通信系统中的码间干扰及其抑制

码间干扰是影响通信系统质量的重要因素,码间干扰的抑制成为改善高速白光LED光通信系统性能的关键。分析了码间干扰的产生机理及其对高速白光LED光通信系统的影响,讨论了传统的抑制码间干扰的方法以及提出分集接收的抑制技术。实验结果表明,分集接收技术能有效抑制码间干扰对高速白光LED光通信系统的影响,系统信噪比平均提高2dB。

基于FPSLIC的网络家居终端系统的设计与实现

为了对家居进行远程智能控制和管理,实现家居的实时监控,以无线收发数据和控制为主要技术,设计和实现了一个基于FPSLIC主控芯片的网络家居终端系统。系统包括:中央控制器模块、家居安防模块、家居电器信息化模块和远程服务器控制模块4大功能模块。通过用户远程网络登陆来实时监控家居的安防情况,同时实现用户新旧家居的信息化改造,并提供社区内的信息化服务平台,可以将单个用户终端系统扩展组成小区范围的综合家居智能控制和管理系统。

白光LED通信系统的噪声与干扰分析

阐述了背景可见光在噪声受限与干扰受限的白光LED通信系统中的影响。利用带通滤波器和光学设计以及噪声匹配等方法提高了作为噪声受限系统的接收机性能;采取带阻滤波器、副载波调制、增设滤波电容等措施,很好地抑制了干扰源对干扰受限系统的影响;提出了基于噪声与干扰双受限的白光LED通信接收机设计方案,根据该方案设计的白光LED通信系统已投入使用。

实现色温自动控制的白光LED照明系统设计

荧光粉发光LED作为白光光源在照明领域有着广泛的应用。长时间工作,荧光粉发光LED将出现色温偏移现象。荧光粉发光LED的色温偏移与芯片衰减和荧光粉衰减有关。提出了一种能同时考虑芯片衰减和荧光粉衰减的数学模型。从理论上分析了芯片衰减和荧光粉衰减对荧光粉发光LED的色坐标及色温变化的影响。提出了一种利用蓝光LED与荧光粉发光LED混合,通过对蓝光LED进行负反馈控制,保证蓝光辐射在全白光中的辐射功率比值恒定,从而实现色温稳定的白光LED照明系统。

基于MSP430微处理器的光无线数据传输系统

提出了一种基于MSP430微处理器的无线光通信系统应用于运动部件数据传输的方案,设计了该系统数据发送模块和接收模块并阐述了其工作机制。为了能在高速率数据猝发传输时保证数据的正确和完整,系统运用了自行设计的数据帧结构和编码方式,有效地降低了数据传输的系统误码率,保证了通信的可靠性。

以太网自由空间可见光通信系统的研究

基于可见光的自由空间光通信(FSO)在某些要求载体光必须被人眼所见的场合拥有广泛的用途。提出了一种在可见光FSO系统中使用以太网技术的方案,重点研究系统中可见光LED阵列光源,抛物面天线的软件模拟,新型分集接收器的设计原理等关键技术,最后测量系统的实际性能。

在线轨面伤损检测软件系统优化设计与实现

针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题,在保证检测精度的前提下,结合轨面图像特点及软件工程的思想,提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程,合理取舍步骤,实现算法到CPU的高效映射;编程技术优化使用多线程编程,通过并行运算充分利用处理器的多核优势;存储介质优化通过使用读写快、质量轻、能耗低、体积小的固态硬盘进行图像读写,有效地提升了硬件效率。实验结果表明,优化后平均每幅轨面图像检测耗时由17.94ms降低到仅8.33ms,速度提升了53.57%,在分辨率为1mm的精度下换算成车速约为207km/h,可以满足铁路轨面伤损在线检测需求。

短距离无线激光通信系统波长选择分析

无线激光通信系统中激光调制信号在大气信道中传输时受背景光、大气衰减、湍流效应等诸多因素的影响.传统上认为红外波段的激光更适合于在大气信道中传输.基于对红光激光束大气传输特性的分析,讨论了激光束传输过程中背景光干扰、大气衰减和湍流效应的影响.结果表明:红光波段激光和红外波段激光用于短距离无线激光通信时受信道的影响差别不大,红光波段激光可用以加载调制信号有望实现无线高速数据传输.

FS-MWPCD少子寿命测量系统的信号处理设计

基于微波移频方法的硅材料少子寿命测量系统,使用采样电路与脉冲计数器结合的方式测量反射微波衰减信号,避免了用示波器观测衰减曲线时易受背景噪声的影响,并使测量装置的结构更加紧凑与轻便。分析了各个状态下反射微波的波形,设计了对反射微波进行信号采样比较及时钟计时的电路。实验结果表明:实验结果与示波器观测衰减曲线的结果吻合,改进方法具有可行性。