基于DPSD算法的交流电磁场检测系统的研制

文中以FPGA为核心设计基于DPSD算法的ACFM检测系统,实现对检测信号自适应滤波,提取幅值的功能。系统由探头、前端处理电路、FPGA、上位机软件组成,并基于FPGA设计DDS激励源。以不锈钢板为测试对象设计试验,验证系统性能。结果表明:系统针对微小裂纹具有良好的检出效果,且在系统稳定性、集成性及灵活性方面具有很好性能。

DPSD算法的FPGA高效实现

为有效降低实际应用中多通道低频正余弦信号以及高频正余弦信号的DPSD检测算法对DSP处理能力的过高要求,分析了数字信号处理硬件一般架构,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)的DPSD算法实现的2种有效架构。针对多通道检测,该架构能够显著降低硬件资源消耗;针对高频检测,架构最大可实现采样率为系统时钟。该结构在FPGA A3P400实现最大70Mbit/s的采样率,能够极大地降低DSP在高采样率时DPSD的计算负担。讨论了设计思路与方法以及新设计在FPGA中的实现,给出详细的硬件结构、有限状态机(FSM)图、FPGA硬件资源消耗以及仿真测试结果。这2种基于FPGA的DPSD架构具有灵活的可配置性,在保证计算精度的同时,可满足不同的通道数量以及速率检测需求。

应用DPSD算法测量调幅信号的研究

本文提出了一种应用A/D转换器和计算机实现DPSD算法来测量调幅信号的方法。首先讨论了已有的DPSD算法检测调幅信号的性能 ,设计了一种新的适用于调幅信号检测的DPSD算法并给出了算法的参数。

DPSD在低场核磁共振回波信号检测中的应用

核磁共振回波信号幅度微弱,容易受到来自电子器件和外部环境噪声的干扰,要求回波检测方法既能实时采集回波数据,又能较好的抑制噪声.对比分析不同微弱信号检测方法的优缺点,归纳出DPSD(Digital Phase-Sensitivity Detection)方法在回波检测应用中的优越性.通过仿真计算,提出适用于回波信号检测的最佳滤波器窗函数.在自制的核磁共振仪器上进行实验,结果表明,DPSD方法在满足回波信号实时测量的同时,有效压制了噪声,能准确的提取出低场核磁共振回波信号的幅度和相位信息.

核磁共振测井微弱信号DPSD提取算法研究

针对核磁共振测井中采集到的核磁回波信号十分微弱的特点,提出一种微弱信号的提取处理算法(DPSD,相敏检波算法),详细分析了DPSD算法的特点以及数字DPSD算法的实现方法,并对DPSD算法的频谱进行详细分析,提出一种通过FPGA并行执行DPSD算法提高运算速度、增强数据运算时实型的设计。目前已经成功实现该数字DPSD并行回波数据处理算法,并在实际测井过程中得到了很好的应用效果。

计算机处理DPSD及其应用

数字相敏检测(DPSD),先将模拟信号数字化,通过软件对信号进行处理,讨论数字相干检测,较模拟相敏检测有以下特点: (1)DPSD的时间常数变化范围可以很大。用存贮器保持信息,不会丢失,有足够的数据存放空间,因而可以使等效带宽做得非常窄。(2)DPSD的线性度很好,几乎不引入误差。

基于FPGA的DPSD算法实现新方法

针对当前测井仪器接收电路多通道、小体积、低功耗、高效率的设计要求,提出了一种基于FPGA的DPSD算法实现新方法。该方法采用一种简化的正交DPSD处理方法,方便电路和算法的实现;串行ADC采样数据直接进入运算,无需串并转换,在节省FPGA引脚的同时保证了算法效率;用移位累加操作代替乘法操作,极大地降低了算法对FPGA逻辑资源的消耗。在具体FPGA器件上的实现结果表明,该方法能够在不影响算法效率的情况下减少对FPGA引脚占用和近一半的逻辑资源消耗,满足预先的设计要求。

DPSD技术在随钻电阻率测井中的应用

钻进时产生的强烈电磁干扰使传统的模拟相敏检波(APSD)方法无法准确获取随钻测井的电磁波信号。数字相敏检波(DPSD)利用高速浮点数字信号处理(DSP)和高速现场可编程门阵列(FPGA)芯片,分别处理所采集的测井信息的实部和虚部,改变了传统的计算方法,提高了运算速度和计算精度。采用可编程逻辑技术充分利用了测井信息,简化了控制逻辑,提高了时序控制精度和测量精度。讨论了新设计的数字相敏检波的原理、特点、电路实现以及实验数据分析。实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化随钻测井系统。

基于DPSD的红外开关按键的设计

针对传统隔爆按键的不足,阐述基于数字相敏检测(DPSD)的红外光电开关隔爆按键的技术原理、性能优势和系统结构。基于DPSD的红外开关按键在有隔爆需求的工业仪表中的成功应用,表明其在抗干扰以及对按键表面物质的适应方面有较大的优势。

基于等效电路模型和DPSD算法的介电性能测试算法的研究

本文提出了一种关于介电材料的相对介电常数(εr)的介质损耗(tgδ)的测量算法。通过实际电容器的并联和串联等效电路模型分别与DPSD算法相结合实现介电材料相关介电参数的测量算法。大量程序模拟实验的结果证明,不同等效模型实现的算法具有相同的结果。该算法可以用于不同频率下介电材料介电性能的测量。

DPSD300型喷油泵试验台的设计和使用

气缸直径大于230mm的柴油机,其燃油系统中的喷油泵一般为单体泵,分别装于各缸的喷油器附近,由调速器统一控制各泵的齿杆行程。如16V240型柴油机,它的喷油泵为单体,且每个泵又分成上下两体,上体由柱塞偶件、出油阀、供油齿杆和泵体等组成;下体由外壳、挺杆。

BMI/DABPA/DPSD共聚物玻璃布层压板

以双马来酰亚胺-二烯丙基双酚A-二苯基硅二醇三元共聚物为基体树脂制备了玻璃布层压板,并研究了层压板的性能。结果表明,该类层压板具有良好的力学性能、电气性能和耐一般化学品腐蚀性能,并有良好的热态力学强度保持率和较低的吸水性,可望作为结构材料和电绝缘材料在180～200C长期使用。

DPSD在PT二次侧检测中的应用

随着电能计量准确性要求的不断提高,以及“注入信号法”在故障选线及电容电流测量中的广泛应用,PT二次侧信号的准确检测就显得尤为重要。在PT二次侧提取信号时,传统的检测方法检测精度不高,很难满足实际应用要求。因此,提出将数字相敏检波(DPSD)应用到PT二次侧的信号检测中,该方法的优点是不仅能检测信号幅值大小,同时能检测信号的相位。此外,DPSD检测精度较高,特别适用于低信噪比(SNR)的检测场合。设计DPSD检测算法,在MATLAB/SIMULINK环境下建立仿真模型,验证在PT二次侧检测低SNR信号的效果,检测结果证明DPSD有效地抑制了电网中谐波信号和强噪声,并能准确地将感兴趣信号提取出来。

DPSD算法性能研究及参数选择

讨论了DPSD算法中的一些关键问题 ,包括采样频率、采样点数、A/D转换器等。此算法已在纳伏级电压测量中得到应用 ,取得了满意的测量结果。

基于数字相敏检波的恒流源输出阻抗检测及补偿技术实现

目的:为了提高电阻抗成像系统(EIT)的图像重构精度,研究并实现了恒流源输出阻抗值的检测以及补偿技术。方法:在EIT系统上设计了恒流源输出阻抗检测电路,用高速AD采回检测电路的输出电压值,并在数字信号处理器(DSP)实现数字相敏检波(DPSD)后得到恒流源输出阻抗。之后在恒流源输出端并联负电容补偿恒流源输出电容,以增大恒流源输出阻抗,提高EIT系统图像重构精度。结果:由实验结果发现,负电容补偿技术虽然无法使恒流源输出阻抗值趋于无穷,但是可使其阻抗值明显增大。结论:该阻抗检测方法及补偿电路独立于恒流源设计,是恒流源设计之外的测量和进一步提高其输出阻抗的方法,不仅可以很好地应用于EIT系统,也可以应用于其他对恒流源输出阻抗有较高要求的系统。

核磁共振测井信号调理与回波提取技术研究

针对核磁共振激励发射信号CPMG序列的特点,采用一种微弱信号调理技术对核磁共振回波信号进行预处理以便于回波信号的提取,并提出了一种相敏检波算法以提取相应的微弱回波信号。信号接收调理电路设计采取了隔离板与前置放大板配合协调工作,以达到防止高压发射信号冲击和微弱信号调理的作用。目前已经利用该信号调理技术与DPSD算法成功提取出相应的核磁共振回波信号。

井下核磁共振测井仪微弱信号处理算法设计

本文针对核磁共振测井中采集到的核磁回波信号十分微弱的特点,提出两种微弱信号的提取处理算法:DPSD数字相敏检波算法与小波提取算法。详细分析了两种算法的特点,并对两种算法的微弱信号提取效果进行了分析。目前该两种微弱信号的提取算法已经成功应用于核磁共振仪器的微弱信号提取上,并在实际测井过程中取得了很好的应用效果。

基于数字相敏检波算法的驼峰测重信号处理方法研究

在分析驼峰压磁测重传感器工作原理的基础上,提出了一种应用A/D转换器和计算机,采用DPSD算法对驼峰测重传感器输出信号进行处理的方法,并进行了静态和动态测量试验。试验结果表明,该方法能准确地测得钢轨外部压力与测重传感器信号输出电压的线性关系,可以应用于驼峰测重设备的设计和改进。

开放式电阻抗成像中数字相敏检波器设计

开放式电阻抗成像技术对测量系统的精度要求很高,为此研制了基于FPGA的数字相敏检波器(DPSD)以用于电阻抗成像的数据测量。通过分析DPSD的信号采集与计算原理,给出了关键参数的计算,基于DDS技术的ADC时钟设计方法。同时设计了高速多通道ADC转换电路,低抖动性能的ADC时钟电路、FPGA实现实时数字相敏检波的计算方法,提高了系统的信噪比。经实验测试表明,在1KHz^1MHz正弦信号注入频率的条件下,系统的信噪比最高可达104dB,精度高,稳定度好。

强烈电磁干扰情况下车内传感器信号的检测

提出了一种能够检测强烈电磁干扰条件下传感器信号的数字相敏检波器 (DPSD)算法。讨论了采用AD转换器及计算机实现该DPSD算法的方法及算法的幅频特性和性能。