Digital Demodulation Algorithm for Multi-Tone FM Signal in New Type Track Circuit

The multi-tone frequency modulation （FM） signal transferred through track circuit in automatic train control （ATC） system is analyzed. A digital filter with ideal sloping shape in frequency domain is designed for frequency discrimination. With this filter, the FM signal is converted into AM-FM signal by frequency-to-amplitude conversion. The modulating signal is finally extracted from the envelope of the AM-FM signal. Simulations show that the digital demodulation method could accurately recover the modulating signal in low signal noise ratio （SNR） circumstance, and has good performance in suppressing interference of harmonies of traction current frequency. The feasibility of the proposed method is proved in a hardware system based on SHARC DSP.

模拟电路中黏菌算法优化ELM故障诊断模型研究

模拟电路中故障信息复杂多样,为提高故障诊断准确率,提出一种黏菌算法(SMA)优化极限学习机(ELM)的模型。首先,采用线性判别分析(LDA)方法对故障电路原始数据集进行降维,得到ELM网络训练所需的数据;其次,针对ELM随机生成的输入权值和隐含层偏置易导致模型泛化能力差的问题,使用SMA优化ELM的输入权值和隐含层偏置,以获得更优、更稳定的ELM网络参数,提高故障诊断能力。连续可变状态(CTSV)滤波器电路和Sallen-Key带通滤波器的诊断实例表明,SMA优化ELM的故障诊断模型提升了ELM模型的分类效果,具有更优的故障诊断性能。

数字电路中“逻辑非”的用法辨析

在数字电子技术的各种资料中,“逻辑非”符号有多种表示形式,其含义容易引起混淆,这严重干扰了学生对数字逻辑电路及逻辑器件知识的理解和应用。就数字逻辑电路中“逻辑非”符号的标注方式和含义进行正确辨析,总结“逻辑非”在不同逻辑电路中的含义及异同,加强数字逻辑电路的教学深度。

脉冲激光引信恒比定时浮动阈值电路

为解决脉冲激光引信固定阈值电路带来的测距误差,根据恒比定时原理,采用浮动阈值电路来提高脉冲激光引信的测距精度。由于激光引信对体积、重量和功耗有着苛刻的要求,用低通滤波器替代传输延迟线实现回波信号的延迟,以减小体积。采用TTL电平的比较器以减小功耗。根据引信的特点,研究偏置电路,减小由比较器临界值带来的测距误差。电路同时兼顾体积、功耗、误差的要求。

高精度激光测距技术研究

文章介绍了高精度激光测距系统中的一个关键技术——恒比定时技术的原理及应用,并结合工程实践,对偏置电路和延迟电路的设计作了详细介绍,对传统的定时方法提出了许多改进,大大提高了定时精度及可靠性。

发电机出口电压互感器绝缘缺陷检测方法

发电机出口电压互感器PT是发电机监控的重要设备,其绝缘缺陷的检测与发电机的安全可靠运行密切相关。提出一种检测发电机出口电压互感器PT绝缘缺陷的新方法。该方法以降幅雷电冲击试验电压为激励,以PT可测端的等效高频电压和电流为信号源,以不同幅值的两组雷电冲击试验对应电压、电流的广义相关系数为判据,根据判别函数的数值大小,实现发电机出口PT绝缘缺陷的检测和故障诊断。对判据函数值的大小进行比较,以此分析得出发电机出口电压互感器绝缘的状况。作为判别理论依据的判别函数f(u,i,t)实际上是一种非线性映射,通过判别函数f(u,i,t)数值的大小检测被试品是否存在缺陷,而不是通过某一在强噪声背景下的微小特征量进行诊断,因而具有较强的抗干扰能力和可靠性。

新型单道脉冲幅度分析电路设计

为将某一幅度的核辐射探测器模拟脉冲信号转为数字逻辑信号以供后续电路记录和处理,本文在研究普通单道脉冲幅度分析器电路的时序逻辑的基础上,利用较少集成芯片设计了一种新型的单道脉冲幅度分析器电路,并且进行了电路实验验证。实际实验结果表明,该电路不仅可以实现单道脉冲幅度分析器的功能,且能够在输入正弦脉冲信号频率达1.1 MHz时正常工作。

基于复合闪烁体实现α、β射线的高效探测

基于ZnS(Ag)和塑料闪烁体组成的复合闪烁体,利用α、β射线在仪器中产生的脉冲波形特征,设计了α、β脉冲甄别电路。实验结果表明,α射线对β道串道比在5%以内时,β射线的探测效率约为50%;β射线对α道串道比为1%时,α射线的探测效率约为35%,实现了在较低串道比条件下对α、β射线的高效探测。

模拟电路故障特征降维方法

为有效进行模拟电路故障特征的降维处理,在线性判别分析中通过引入局部化思想提出一种局部线性判别分析降维方法。首先,构造单个数据的局部数据块,计算其类内、类间散度矩阵,通过缩放因子平衡局部邻域类内紧性和类间散性之差建立单个数据的局部优化准则;然后,在整个数据空间中采用对齐算法重构最终目标函数,最后使用标准特征值分解方法求得投影矩阵完成数据降维。算法充分利用数据的局部判别信息使其能够处理数据的非线性并保持数据的类区分度,而且克服了线性判别分析中的小样本问题。算法在标准数据集和模拟电路故障特征提取中进行实验均取得了较好的效果。

基于改进HMM的模拟电路早期故障识别和诊断

针对模拟电路运行过程中存在的不确定性,对传统的隐马尔可夫模型(HMM)进行了改进,将模型中满足不变性的状态转移概率矩阵改为时变状态转移概率矩阵,使之更符合实际情况。在状态初期为了防止状态转移概率发生过度更新,设置了更新概率控制因子。采用线性辨别分析(LDA)方法对测量信号进行特征提取,用于HMM的训练和测试,从而实现模拟电路早期故障的识别和诊断。仿真结果表明,改进后的HMM具有更强的故障识别和诊断能力。

核脉冲计数数据采集系统研制

为满足核辐射探测器输出脉冲信号数据采集的需求,基于西门子PLC(S7-200)高速计数器HC4、HC5,研发了核脉冲计数数据采集系统。根据S7-200内嵌高速计数器原理,设计了周期脉冲计数数据采集实验,实验发现符合TTL标准的脉冲信号并不一定能被PLC高速计数器正确进行计数率测量。为此特别设计的甄别电路,满足了核辐射探测器输出信号经过放大器与甄别电路后转换为适合S7-200高速计数器HC4和HC5的输入信号。此外利用S7-200丰富的指令系统,执行核脉冲计数率连续测量和数据处理,并通过文本显示单元完成系统数据实时显示,实现了对核脉冲计数数据采集。

一种新型中子剂量当量仪的电子学系统设计

介绍了一种新型中子剂量当量仪的电子学系统的设计,该系统由电源电路、放大器电路、脉冲幅度甄别电路和仪器控制电路等部分组成。该系统能够满足该新型中子剂量仪的功能要求,能够实现该新型中子剂量仪的信号采集、结果计算和仪表控制等功能。

基于MHMM模拟电路早期故障诊断

MHMM模型是一种基于高斯混合密度的连续隐马尔科夫模型,具有很好的模式识别能力,对于高混叠样本优势明显。模拟电路结构复杂,早期软故障呈现多样化,故障样本混叠严重,难以辨识。针对这个特点,提出了将MHMM模型应用于模拟电路早期故障诊断的新思路。首先,通过线性判别分析(LDA)技术将由仿真电路采集的数据样本进行降维处理,产生低维观测序列,并对样本初步划分;然后,使用高斯混合模型(GMM)对观测序列逼近,并完成MHMM模型的参数训练;最后,通过实例验证,并与BP网络进行比较。结果表明,MHMM对于早期故障的检测更具有优越性。

基于EEMD和马氏距离的高压断路器机械故障诊断研究

断路器的振动信号可以有效反映其机械运行状态,针对目前使用振动信号判别断路器常见机械故障正确率较低的现状,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)和马氏距离判别法的高压断路器机械故障诊断方法。首先,针对断路器振动信号的瞬时非平稳特性,使用EEMD将其分解得到若干个固有模态函数(IMF)。然后,基于EEMD的能量熵并联合其均方根值,构造一种新的故障特征向量。最后,利用马氏距离判别法进行机械故障识别。实验结果表明,该方法用于识别断路器正常、传动机构卡涩和基座螺丝松动等常见机械故障时,正确率可达到95.7%,具有较高的实际应用价值。

提高脉冲激光近炸引信定距精度的研究

为了提高激光近炸引信的定距精度,减小脉冲激光回波幅度变化引起的时刻判别误差和起止信号时间间隔测量产生的误差,设计了有源CR双阈过零时刻判别方法和基于FPGA内部专用进位链构成的延迟线插入法的时间间隔测量方法,将其应用于脉冲激光引信系统,进行了测距实验研究,给出了实验数据和测量误差分析,最终得到0.17 m的定距精度。实验结果表明,在不增加脉冲激光近炸引信系统功耗、体积和重量的前提下,该方法有效地提高了系统定距的精度,满足实际需要。

基于时间鉴别的随机等效采样短时时间测量方法

针对随机等效采样触发点与下一采样点间的短时时间测量存在测量精度不高、电路复杂问题,提出基于时间鉴别的短时时间测量方法。首先,构建基于边沿检测与窄脉冲扩展的时间鉴别电路,对短时间扩展以满足测量要求;其次,设计测时电路,将时间转化为电压进行测量,以提高测量精度。最后,搭建基于FPGA的随机等效采样短时时间测量实验系统。测试表明:该方法测量精度高且电路简单,采样系统波形重构效果好,满足了随机等效采样短时时间的测量需求。

碘化钠NaI(Tl)单晶闪烁探测器的应用

碘化钠NaI(Tl)单晶闪烁探测器由射线探测器、计算机多道、高压电源及线性放大器、计算机多道脉冲幅度分析器等部分组成。当放射源发出的γ射线进入闪烁体时,γ光子即与闪烁体中的原子、分子及晶体系统发生相互作用(如光电效应,康普顿散射和电子对效应等)。

基于S变换与核Fisher的模拟电路故障诊断

故障特征的有效提取和分类器的设计是模拟电路故障诊断的两个至关重要的环节,为此,提出了一种基于S变换与核fisher相结合的模拟电路故障诊断新方法,首先利用S变换对原始数据进行时频分析,其次利用奇异值分解对提其降维去冗处理,选取最佳表示故障的特征量,最后对特征量进行核fisher判别分析,把非线性数据映射到一个高维空间,在高维空间对其进行线性分类处理,完成故障的识别和定位;实例仿真结果表明,该方法能够准确有效地实现故障定位,具有更高的诊断准确率和良好的应用前景。

GRM复合晶体探测器读出系统设计

针对SVOM卫星中的γ暴监视仪的叠成闪烁体探测器,设计了一套混合信号读出系统,用于获取GRM复合晶体探测器输出电压脉冲幅度与信号宽度,并根据脉冲的宽度对信号进行甄别分类。在系统设计中采用FPGA对系统进行时序控制,使用高速峰值保持电路对复合晶体输出信号进行峰值保持,利用RS232数据接口完成测试系统与PC机的数据交换。测试结果表明,本工作所设计的系统可稳定可靠地实现对复合晶体输出信号的获取与甄别分类。

基于小波包和EMD的断路器机械故障诊断研究

以ZN63A-12型高压真空断路器为研究对象,针对处理高压断路器振动信号时单独使用小波包特征熵或经验模态分解(EMD)特征熵作为特征向量进行诊断正确率低的缺点,将高压断路器振动信号的小波包能量熵、经验模态分解能量熵、经验模态分解能量相结合作为特征向量,采用马氏距离判别法进行模式识别,实现对断路器两种机械故障模式的判别。实验结果表明,该方法准确率达97.40%,具有较高的实用价值。