一种采用比例积分和自适应复合控制的全数字锁相环

针对传统全数字锁相环存在着锁定速度慢、锁相精度不高和锁频范围较窄等问题,提出一种采用比例积分与自适应复合控制方式的全数字锁相环,通过“粗调”和“精调”来提高锁定速度以及锁相精度。在QuartusII软件环境下,使用VHDL语言编程,采用自顶向下的模块化设计思路对整个全数字锁相环系统进行电路设计,进行综合编译、仿真和分析,并将程序代码下载到FPGA中进行硬件测试。系统仿真与实验结果表明该锁相环可随输入信号频率的变化实时调节环路的控制参数和自由振荡频率,且具有锁相速度快、功耗低、电路结构简单和易于集成的特点。

星载嵌入式软件全数字仿真开发验证平台

为了应对当前航天器软件功能日趋复杂与软件研制周期短、对软件可靠性和安全性要求高的矛盾,同时为了满足国产化自主可控的需求,在国产Linux操作系统下,以QEMU的SPARC V8指令集模拟器为基础,解决了SOC2012片内外设与A6017仿真等关键问题,搭建了一种星载嵌入式软件全数字仿真开发验证平台;提出了通过共享内存解决方案,提高QEMU指令集仿真内核对外围IO空间读写仿真效率;该平台已经用于某卫星型号控制分系统软件和星务软件测试,相较于基于硬件的测试平台,该平台具有更好的可重用性和快速搭建性,能够大大降低硬件测试的风险和成本,同时具备更强的可控性以及更丰富的调试和测试手段。

双线偏振全数字相控阵天气雷达设计与试验

基于极端灾害性天气对高时空分辨率的探测需求,提出了一种采用平板阵列天线和全数字收发组件,并具有双线偏振功能的S波段相控阵天气雷达系统的实现方法,并对涉及的关键技术进行了研究分析,提出了基于脉内频相扫多波束的扫描策略设计,以及基于机内标定系统的在线标定设计思路。最后采用研制的工程样机开展了强对流天气观测试验,并与CINRAD/SAD雷达的观测数据进行了对比,对比结果表明采用该方法设计的工程样机对强对流天气的观测具有一定优势。

应用专用全数字PET创新系统

基于多电压阈值方法的全数字正电子发射断层成像(PET)技术以“全数字”和“精确采样”为两个本质特点,实现软硬件解耦、系统“乐高”化搭建,打破了传统PET系统架构固定的限制,为更多创新应用的开展提供了可能。本文介绍了近年来应用专用型全数字PET系统的研究进展,阐述其在质子治疗监测、脑科学临床与基础研究、植物代谢研究等领域中的应用及其优势。面对前沿应用对PET成像系统提出的更高要求,进一步探讨全数字PET技术的发展趋势。

基于PnI的全数字PET成像软件

传统正电子发射断层成像(PET)系统采用模拟电路对信号进行处理,通过符合电路实现符合事件甄别,软件算法多集中于处理投影数据和图像数据,损失了生成图像前的大量信息,算法可扩展性相对较差。全数字PET系统利用精确采样和全数字处理带来硬件极简化和软件极大化的设计理念,将更多操作交由软件算法完成,具有过程数据完整、算法丰富且替换优化方便的特点。把探测器和算法当作“积木”,即插即成像(PnI)平台构建成像协议层、成像算法层和成像设备层,实现了成像过程定义、成像算法扩展和多种设备定义,从而支持动物、临床和各种应用专用型全数字PET系统的搭建。而且,全数字PET配合PnI平台可以将信息挖掘的入口从图像层面提前到闪烁脉冲数据层面,支持更多算法的灵活接入。基于以上背景,本文综述PnI即插即成像软件的研究进展,具体说明全数字PET系统结构、成像过程、软件架构以及应用案例,旨在提高科学家搭建数字PET科研仪器的灵活性,为开发快速高效搭建不同PET系统与软件算法提供参考。

全数字PET关键器件硅光电倍增器研究进展

近年来,硅光电倍增器(SiPM)凭借其出色的性能表现,已经成为正电子发射断层成像(PET)中的首选光电转换器件。SiPM具有单光子分辨能力和低于100 ps的时间分辨率,使得精确测量光子到达时间成为可能,催生了飞行时间PET、光子计数计算机断层扫描、正电子素寿命显像等新兴应用领域,这些应用又对SiPM的性能提出了更高的挑战。因此,如何将SiPM性能推进至其物理极限已成为新一代SiPM的研究的关键方向。在传统的SiPM架构中,信号经过多次处理和模数转换,带来噪声增加和时间性能恶化的问题,从而限制了SiPM的性能潜力。随着半导体制造工艺的快速发展,SiPM可在标准CMOS工艺节点上制造,标志着可以将数字逻辑集成在SiPM器件内,这是SiPM领域的一次重大突破,使我们能在单一SiPM内实现更精确的时间、能量、位置信息获取,为推进SiPM达到性能极限提供了一条可能的途径。本文综述SiPM的发展历史、工作原理和性能参数,分析传统SiPM的局限性,梳理数字SiPM研究的关键问题,介绍当前几种数字化SiPM架构,最后对数字SiPM的关键技术进行总结和展望。

一种面向SDH应用的低抖动全数字锁相环

为使同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)设备获得高质量的时钟信号源,提出了一种使用8 kHz输入时钟信号综合出低抖动9.72 MHz输出时钟信号的全数字锁相环(All-Digital Phase-Locked Loop,ADPLL)。该ADPLL使用了一种新型的滤波式鉴相器,通过特定的算法实现了对极低占空比周期信号的相位检测和比较,并结合数控振荡器对输出时钟信号进行调整,使得9.72 MHz输出时钟信号具备低抖动特性。该设计在Xilinx的Pynq-Z2上进行了验证,测试结果表明,ADPLL锁定范围为7.99836 kHz~8.00164 kHz,相应的输出时钟信号范围为9.7180074 MHz~9.7219926 MHz,9.72 MHz输出时钟信号峰峰值抖动仅为1.6 ns@9.72 MHz,约为0.016UI,远低于ITU-T G.813规范的要求(0.5UI)。

全数字PET产业生态

从多电压阈值(MVT)采样方法逐步演化发展出来的数字正电子发射断层成像(PET)创新技术体系,带动了包括关键材料、核心器件、电子学、智能算法和行业标准等在内的多个领域的发展,形成以硬件模块化、软件智能化为特征的PET产业新生态。2010年全球首台基于MVT方法的全数字PET科学仪器成功研制,并展现出明显的空间分辨率优势。借助探测器模块化的特点,又陆续研制出面向小动物、大动物、灵长类动物和植物的不同孔径、不同视野(FOV)、不同几何架构的全数字PET科学仪器,并投入各项科研应用。2015年,全球首台用于人体扫描的全数字PET医疗器械样机研制成功。在随后7年里,多款临床全数字PET产品陆续完成研制,并投入市场。这些全数字PET产品打破过去面向全身扫描的常规固定式系统架构,采用模块化、数字化探测器,构建了部位专用PET、嵌入式PET、穿戴式PET、质子PET等多种医疗器械,帮助推动PET应用从肿瘤诊断快速拓展至神经系统疾病诊断、心血管疾病诊断、免疫治疗、质子治疗等精准诊疗新领域。全数字PET生态的蓬勃发展也带来了产业分工的革新,新型的闪烁晶体材料、新型硅光电倍增器、以及模块化PET探测器正在独立快速的发展,形成各自的标准化部件或接口,上下游技术同步提升促进了PET全产业链和创新链的发展。随着全数字PET技术的迅猛发展,多种技术路线相继被提出,也对相关的产品标准与技术规范的适应性提出新的需求,PET数字化技术要求、数字PET医疗器械注册指导原则等监管体系也进一步得到更新和发展。本文回顾20余年全数字PET在科学仪器、医疗器械、产业链和监管科学方面的动态进展,并对数字PET未来生态发展做出展望。

基于全数字锁相环优化的快速跳频技术研究

针对全数字锁相环(ADPLL)在跳频时间、信号质量、频率步进等方面的不足,对ADPLL的环路结构和数字锁频算法进行了优化,设计了一种新型全数字锁相环结构。该结构采用快速频率电压转换器(FVC)替代ADPLL中的数字鉴频鉴相器和数字滤波器。FVC通过将参考频率进行倍频,再对反馈频率进行计数,直接计算出输出频率值,进而确定输出频率与目标输出频率的误差,通过建立频率误差与调整电压的函数关系,控制输出频率的快速锁定,实现了小步进、高质量的快速合成频率输出。最后,通过仿真和实测验证了新型全数字锁相环结构的可行性。实测结果表明,该技术合成的频率近端杂散为-87 dBc,频率步进最小可以达到191 Hz,跳频时间最小为3.9μs。

西门子6RA70系列全数字调速装置在3300mm轧辊磨床系统中的应用

研究了6RA70系列全数字直流调速系统的特点及功能,分析了技术改造过程中关键问题的解决方案,根据经验给出调试过程中应注意的问题。改造后的系统有以下优点:系统运行稳定可靠、控制精度高、工艺效果良好以及经济效益显著。

基于ROC分析全数字化乳腺摄影技术对乳腺良恶性病变的鉴别诊断

目的分析全数字化乳腺摄影技术(FFDM)对乳腺良恶性病变的鉴别诊断价值。方法选择乳腺良、恶性病变患者83例,其中乳腺良性病变者31例,作为良性组,乳腺恶性病变者52例,作为恶性组,所有患者术前均行FFDM检查,受试者操作特征(ROC)曲线分析全数字化乳腺摄影技术对乳腺良恶性病变的鉴别诊断价值。结果经病理确诊的52例乳腺恶性病变患者中,49例经FFDM检查判断为恶性病变;经病理确诊的31例乳腺良性病变患者中,27例经FFDM检查判断为良性病变。2组患者的肿块形态、肿块边缘、结构紊乱、钙化、钙化分布及皮肤增厚比较,差异有统计学意义(χ^(2)=23.631、32.046、4.327、14.231、14.733、5.047,P<0.001、P<0.001、P=0.038、P<0.001、P=0.036、P=0.025);ROC曲线分析显示,FFDM鉴别诊断乳腺病变良恶性的曲线下面积(AUC)为0.916,灵敏度为94.23%、特异度为87.10%。结论FFDM可充分显示乳腺病变征象,对乳腺良恶性病变的鉴别诊断具有较高价值。

全数字语境下黄河文化传播的创新路径研究

随着信息技术的快速发展,全数字语境为传统文化的传播提供了新的机遇和挑战。黄河文化作为中华民族的瑰宝,其传播方式和途径亟待创新。本文以全数字语境为背景,分析了黄河文化在全数字语境下的传播现状和面临的挑战,提出了创新黄河文化传播的路径,以期为黄河文化的传承与发展提供有益的参考。

数字化乳腺断层融合技术与全数字化乳腺X线摄影在ACR-C类乳腺良恶性病变诊断中的应用比较

目的比较全数字化乳腺X线摄影(FFDM)与数字化乳腺断层融合技术(DBT)在ACR-C类乳腺良恶性病变诊断中的实际应用效果。方法选取108例乳腺病变患者,同时给予FFDM及DBT技术摄影,依据乳房成像报告和数据系统(BI-RADS)评分,对照病理结果评估FFDM、DBT的诊断效能。结果FFDM诊断乳腺良恶性病变的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确度分别为53.85%、90.24%、63.64%、86.05%、81.48%,DBT诊断乳腺良恶性病变的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确度分别为84.61%、95.12%、84.61%、95.12%、92.59%。两种方法的灵敏度比较,差异有统计学意义(Z=-8.55,P<0.05),而特异度无明显差异(Z=-0.71,P>0.05)。DBT对乳腺肿块检出及清晰、遮蔽征象显示明显优于FFDM检测,差异均有统计学意义(χ^(2)分别=4.38、25.34、10.46,P均<0.05)。结论DBT对ACR-C类乳腺良性及恶性病变的诊断效能较FFDM明显提高。

经营利润全数字价值链应用管理的实践

依据目前公司各专业都有自己的管理系统和指标,但各系统数据和指标间未实现有效关联,无法直观反映公司的效益变化,提质增效的工作成效不够明显。为了从根本上改变现状,提高公司经济效益,应该通过经营利润全数字价值链管理,提升电力企业的竞争力,以实现公司长远发展。

基于DSP的全数字交流调速系统

随着全控型开关器件的发展,电压型逆变器已经得到广泛应用。对于电压型逆变器来说,需要解决的一个关键问题是如何根据给定的参考量发出PWM开关信号。为此提出了一种基于空间矢量PWM算法的全数字化交流调速系统;并详细分析了该系统的结构和软件设计特点,在TMS320F240上实现了SVPWM波的输出。

全数字化X线影像技术在放射科的应用价值

研究全数字化X线影像技术在放射科的应用价值。方法 选取2022年1月~2022年1月期间在我院放射科进行医学影像检测的患者80例,随机分成对照组和观察组各40例。对照组进行常规X线检查,观察组进行数字X线DR影像技术检查,比较两种检查方式图像质量以及成像质量可接受情况,分析DR检查清晰度与动态采集范围效果。结果 观察组一级图像率高于对照组,二、三、四级图像率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组检查的分辨率为2.8~3.6线对,密度分辨率 为1000万像素,高于对照组(分辨率0.8~1.0线对,密度分辨率130万像素);观察组成像质量可接受率高于对照组(P<0.05),差异有统计学意义。结论 DR检查在放射科的应用可以获得更准确、更清晰的图像,获得客观的成像信息,有效防止图像信息丢失,为放射科相关疾病的诊断提供可靠依据。

全数字化乳腺钼靶X线摄影应用于早期乳腺癌诊断的准确性探讨

探析在对早期乳腺癌的诊断中,使用全数字化的乳腺钼靶X线摄影,对诊断的准确性的效果。方法 择取2022.11.01-2023.10.31,在我院诊治的,疑似早期乳腺癌的患者,78例。所有的对象,都行全数字化的乳腺钼靶X线摄影、彩色多普勒超声检查,按照金标准(细针活检病理诊断)的结果,比较上述检查方式的诊断效能,观察不同部位的病变的检出情况。结果 全数字化的乳腺钼靶X线摄影在诊断早期乳腺癌中的准确率、特异度、敏感度、阳性预测值、阴性预测值分别是96.15%、96.08%、96.30%、92.86%、98.00%,都比彩色多普勒超声检查的诊断结果更高(P<0.05)。而两种检查方式对中央区、内上象限、内下象限、外上象限、外下象限病变的检出率比较,差异不明显(P>0.05)。结论 全数字化的乳腺钼靶X线摄影应用于早期乳腺癌诊断的准确率比较高,能更好地明确患者的病情,为下一步治疗提供可靠的影像学依据,建议临床推广。

全数字化理念 面面俱到的合并功放 Technics SU-R1000 合并式功放

在2014年,松下电器宣布重新启用Technics作为高端音响品牌并随即发布了音箱、放大器、唱盘、耳机等一系列产品,其中当然少不了Technics口碑最好的黑胶唱盘,以及成为话题的全数字化后级SE-R1。这个数字化并非指D类放大,而是指全程用数字控制模拟信号,从而达到优于传统的精准度和控制力。而数年后,Technics延续了这个成功的概念,并发展新技术和吸收前作的经验,推出了集大成的Reference旗舰参考系列的SU-R1000合并式功放。

全数字化乳腺钼靶X线用于乳腺癌的早期诊断价值

目的:分析在乳腺癌早期诊断中,应用全数字化乳腺钼靶X线检查的诊断价值。方法:选取2023年1月至2024年1月于福建医科大学附属三明市第一医院接受检查的疑似乳腺癌患者80例,均应用彩色多普勒超声检查、全数字化乳腺钼靶X线检查,将结果与最终临床确诊结果比较,计算并比较两种检查方法的诊断效能。结果:80例疑似乳腺癌患者中,临床确诊62例;全数字化乳腺钼靶X线对早期乳腺癌的检查灵敏度、特异度及准确度均高于彩色多普勒超声,差异具有统计学意义(P<0.05)。全数字化乳腺钼靶X线对原位癌、黏液腺癌、浸润性导管癌、单纯性乳腺癌的检出数与临床确诊结果的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:在早期乳腺癌诊断中,应用全数字化乳腺钼靶X线检查的诊断效能较高,可为患者后续病情诊断及治疗方案的规划提供可靠参考。

放射科全数字化X线影像技术的应用研究

分析放射科全数字化X线影像技术的应用情况,旨意为相关人员的研究工作提供参考文献。方法 选择2020.5.6~2022.5.6本院门诊收治的接受全数字化X线检查的3120例患者为研究对象。其中接受DR检查者共计1064例、CR检查共计1126例、数字化胃肠机摄片者共计930例。深入性分析放射科全数字化X线影像技术的应用情况。结果 所有受试者中,数字化肠胃机、CR以及DR的摄片成像优良率分别达到了96.77%、99.11%以及97.37%。结论 院方在对患者开展医学影像检查过程中,使用全数字化X线影像技术能取得满意效果。该法成像品质优良,与此同时能于后期处理过程中,联合影像存储以及通讯功能实现工作效率提升,这一方案值得进一步推广以及应用。