一种基于DSP和采样ADC的数字锁定放大器

探讨了用 DSP(数字信号处理器 )和采样 ADC(模数转换器 )实现数字锁定放大器的一种方法。在整数个周期内对被测信号进行采样得到信号序列 ,由数学运算得到参考序列 ,通过计算信号序列和参考序列的互相关函数就可实现数字相敏检测。文中还对数字相敏检测的频率特性进行了分析。最后 ,给出了实际设计的数字锁定放大器 ,它的工作频率范围是 10 Hz～ 30 k Hz,实验结果表明 ,可以用它来测量低信噪比的信号。

基于DAQ和数字锁定技术的微弱信号测量仪的设计与实现

针对目前海军水声探测装备计量保障中使用的微弱信号测量设备体积大、成本高和低频段检测能力不够的缺点，设计了一种成本低廉、性能相当、自主可控的微弱信号测量仪，其硬件只需一块24位高精度动态信号采集卡，软件使用LabWindows／CVI语言开发，采用DAQmx、数字锁定和级联窄带低通滤波等技术，实现了被测交流信号的频率、幅值正交矢量的精确测量，软件具有参考信号的数学生成、算法仿真和信号分析功能，突破了传统设计方法依赖超低噪声前置放大器和高稳定度参考信号源的难题。实验结果表明，该测量仪能够对10—1000Hz频段的微伏信号进行计量检测。

基于TMS320F2812的数字锁定放大器设计

在基于TDLAS的汽车尾气测量系统中,由于待测量激光信号的强度变化非常微弱且处于很强的噪声背景中,因此必须采用微弱信号检测中常用的锁定放大器来检测激光的微弱变化。本文对锁定放大器对微弱信号的测量原理、数字锁放在尾气测量系统中的系统框架设计以及用DSP芯片TMS320F2812软件设计数字锁定放大器作了详细的分析和介绍。

SPF数字锁定平衡阀的应用

针对武钢冷轧厂制冷系统中水力失调产生的原因,经过分析,确定采用SPF数字锁定平衡阀调节水力失调的方案。经实施,调节效果良好。

一种适用于亚采样锁相环的高鲁棒性辅助锁定电路

当前的研究表明,基于亚采样相位检测器(Sub-Sampling Phase Detectors,SSPD)的锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)相较传统锁相环架构可以实现显著降低的带内相位噪声。然而,在片上系统(Systems on Chip,SOCs)应用中,PLL容易受到衬底或电源耦合的干扰,这很可能会导致PLL失去锁定,且可能无法恢复。针对此问题,提出一种将辅助锁频环(Frequency-Locked Loop,FLL)和数字锁定检测器(Digital Lock Detector,DLD)相结合的适用于亚采样锁相环(Sub-Sampling Phase-Locked Loop,SSPLL)的高鲁棒性辅助锁定电路。仿真结果表明:与传统SSPLL相比,所提出的电路极大提升了PLL对衬底或电源干扰的鲁棒性,同时保持了其低相位噪声的优点,这对于SSPLL在大规模生产和应用中的可靠性具有重要意义。

基于数字锁定放大器的双通道地沟油检测法

近年来,"地沟油"事件频发,给我国的食品安全带来了极大挑战。通过对食用油和水的电导率特性分析,介绍一种基于数字锁定放大器的双通道检测法,利用DSP芯片TMS320F2812设计的数字锁定放大器检测样本溶液的电导率。双通道法同时检测油的水洗液和水的电导率,以二者电导率之差作为检测结果。实验结果表明,含有地沟油的样本电导率都大于10μs/cm。此检测方法有效避免水电导率的不稳定性对结果的影响,可快速、有效鉴别地沟油。

全数字延时锁定环的研究进展

全数字延时锁定环在现代超大规模系统芯片中具有极其重要的作用,被广泛地用于解决系统时钟的产生和分布问题,因此详细分析其研究进展具有一定的理论意义和实际应用价值.首先在分析延时锁定环工作原理的基础上,阐明了全数字延时锁定环相对于全模拟和混合信号延时锁定环具有的优点.其次详细阐述了全数字延时锁定环的发展过程、研究现状和存在的问题,尤其在指出传统逐次逼近寄存器延时锁定环存在谐波锁定、锁定时间没有达到理论值和死锁三个问题的基础上,对各种改进型逐次逼近寄存器延时锁定环的性能进行了对比分析.最后对全数字延时锁定环的未来发展趋势进行了展望.

基于延迟锁定环技术的数字脉宽调制器的设计与实现

介绍了一种新型的基于数字延迟锁定环DLL(Delay Lock Loop)技术的混合数字脉宽调制器DPWM(Digital Pulse Width Modulator)结构,该结构用可编程延迟单元PDU(Programmable Delay Unit)构成延迟线,通过DLL调节算法,动态地调整PDU的延迟时间,从而消除了延迟线的延迟时间受工艺、温度、工作电压的影响,提高了PWM的调节线性度,适用于数字控制开关式电源SMPS(Switched-Mode Power Supply),可以大幅度的提升系统的性能。同时,此种结构的DPWM适合FPGA验证和流片实现。采用CMOS 0.18μm工艺对所提出的结构进行了设计与实现,DPWM占用面积0.045 7 mm2,芯片测试结果非常好,可以进行工程应用。

一种适用于三维芯片间时钟同步的全数字延时锁定环设计

本文提出了一种适用于三维集成电路芯片间时钟同步的全数字延时锁定环设计.在给定的三维集成电路中,该全数字延时锁定环采用可变逐次逼近寄存器控制器设计来缩短锁定时间,以消除谐波锁定问题并拓宽工作频率范围,实现硅过孔引起的延时偏差可容忍和垂直堆叠芯片间时钟信号同步.整个设计采用TSMC 65nm CMOS低功耗工艺实现.仿真结果显示在工艺角最坏情况下最高工作频率是833MHz(SS,125℃,1.08V),在工艺角最好情况下最低工作频率是167MHz(FF,-40℃,1.32V),整个工作频率范围内最长锁定时间固定为103个输入时钟周期,在典型工艺角下功耗为0.8mW@833 MHz(TT,25℃,1.2V).版图有效核心面积为0.018mm2.

结合3D打印技术设计和定制数字化锁定钛板联合髋关节后侧入路在髋臼后壁骨折中的应用

目的 探究结合3D打印技术设计和定制数字化锁定钛板联合髋关节后侧入路对髋臼后壁骨折患者血清炎性因子水平与髋关节功能恢复情况的影响。方法 选取惠阳三和医院(有限合伙)2015年7月至2021年3月收治的46例髋臼后壁骨折患者,按照随机数字表法分为对照组(23例)和观察组(23例)。两组患者均行髋关节后侧入路手术,对照组患者行重建钛板辅助治疗,观察组患者行3D打印技术联合定制数字化锁定钛板辅助治疗,两组患者均于术后随访6个月。比较两组患者手术相关指标(手术时间、术中出血量及术后引流量),术前及术后24、48 h血清炎性因子[白细胞介素-6(IL-6)、C-反应蛋白(CRP)]水平,术后6个月髋关节功能恢复情况,以及术后并发症发生情况。结果 观察组患者手术时间显著短于对照组,术中出血量及术后引流量均显著少于对照组;与术前比,术后24、48 h两组患者血清IL-6、CRP水平均呈先升高后降低的趋势,且观察组各时间点显著低于对照组;术后6个月观察组患者髋关节功能恢复总优良率显著高于对照组(均P<0.05);两组患者并发症总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 针对髋臼后壁骨折患者,3D打印技术和定制数字化锁定钛板联合髋关节后侧入路方案可缩短患者手术时间,减少出血量;同时还可减轻手术应激反应,减少术后血清炎性因子的释放,进而利于髋关节功能的早期恢复,且安全性良好。

DDR SDRAM控制器中全数字延时锁定环的设计实现

介绍了一款可应用于DDR SDRAM控制器的基于标准单元的全数字延时锁定环(DLL)。该DLL可集成性和工艺兼容性好,可以减少DLL的设计时间和设计复杂度,非常适合系统级芯片使用。该设计采用0.18um CMOS数字工艺实现最终版图,工作频率范围达到200MHz至400MHz,无谐波锁定出错,且闭环特性可以跟踪工艺、电压、温度(PVT)变化。仿真结果表明该设计能够产生DDR SDRAM控制器规范所要求的一段固定延时(tSD)来保证DDR SDRAM控制器正确捕获存储器输出数据(DQ)。

一种数字化 DS/BPSK 扩频接收机

介绍一种新型数字化ＤＳ／ＢＰＳＫ（ＤｉｒｅｃｔＳｐｒｅａｄ／ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｅＫｅｙｉｎｇ）扩频接收机的设计．该接收机采用专用数字相关器为核心的硬件设计，并结合数字处理算法完成扩频信号的解调．技术上采用串并组合的伪码捕获、科斯特环载波跟踪、延迟锁定环伪码跟踪等方式，可通过软件算法灵活实现．该接收机具有综合性能强，及软件接口灵活的特点，可有效地应用于基于码分多址的多目标测控系统中．

数字直扩接收机中同步环路设计与仿真

同步是扩频通信系统中的一个重要问题。该文详细介绍了直接序列扩频(DSSS)通信系统中,数字科斯塔斯(Costas)环、数字延迟锁定环(DLL)的工作原理和环路中二阶环路滤波器的设计方法,并根据该原理提出了一种新的码环实现方案。使用Matlab对数字直扩接收机进行了仿真,不同环路滤波器参数下环路捕获性能的仿真结果及系统解调误码率证明了该环路滤波器在Costas环和DLL环中的正确性和实用性。其较好地解决了直扩系统中载波和伪码精确同步的问题。该文所设计的数字直扩接收机可有效地应用于CDMA及GPS等系统之中。

基于4倍频采样的数字正交FID信号检测技术

提出了基于4倍Lamor频率采样的数字正交锁相放大技术提取包络信号,该技术是根据开关型正交矢量锁定放大器的基本原理和三角函数的特征,通过4倍Lamor频率采样和数字叠加的方法,实现了信号正交与低通滤波功能。该数字正交方法较模拟正交法的优点是能够提高信号的信噪比,且电路设计简单。利用该法所设计的地面核磁共振找水仪采集系统在探寻地下水源中已得到验证与应用,在叠加次数仅为NUMIS系统1/2时,其信噪比至少提高0.5倍。该方法提高了仪器的工作效率和对信号参数的提取精度。

自相关锁定放大器的实现方法

研究了一种基于自相关运算的数字锁定放大器算法，讨论了该该算法的测量精度和采样频率等参数。仿真试验表明本文中的算法可用于当同频率参考信号不能获得时，低信噪比条件下正弦信号的幅度的测量。

谐振式光学陀螺数字锁频精度优化设计

环境温度等外界因素引起的互易性噪声极易改变谐振式光学陀螺中光波导谐振腔特性,对陀螺系统测试产生极大影响。利用高精度的激光频率锁定技术对陀螺系统中的互异性噪声进行有效抑制,提高了陀螺性能。根据谐振式光学陀螺系统工作原理,分析建立激光器锁频闭环回路模型,通过程控运算放大电路改变控制增益,优化激光器电流调谐的控制精度,实现了闭环回路锁频精度的提升与系统中的互异性噪声的抑制。通过搭建的谐振式光学陀螺系统平台测试得到,锁频精度可提高近一个数量级,最终成功将频率锁定精度提升至6.3°/h,陀螺长期零偏稳定性达到31.26°/h。

3D打印技术结合数字化设计在髋臼后壁骨折中的应用

目的探究3D打印技术辅助数字化设计治疗髋臼后壁骨折的应用价值。方法选取惠阳三和医院2015年7月至2020年8月收治的86例髋臼后壁骨折患者进行前瞻性研究,按照随机数字表法分为观察组(43例)和对照组(43例)。观察组患者给予3D打印结合数字化设计治疗,对照组患者给予重建钛板治疗。比较两组患者的手术时间、术中失血量、术后引流量及术中透视次数;术后随访6个月,比较两组患者的髋关节功能。结果观察组患者手术时间短于对照组患者(P<0.05),观察组患者术中失血量、术后引流量、术中透视次数均少于对照组患者(均P<0.05);观察组患者髋关节功能评分优秀占比为65.12%,高于对照组患者的41.86%(P<0.05)。结论在治疗髋臼后壁骨折的手术中,与常规重建钛板治疗相比,应用3D打印技术辅助数字化设计治疗,可以明显减少患者手术相关损伤和术中透视次数,简化手术流程,改善患者髋关节功能,治疗效果较理想,具有良好的应用价值。

提高基于TDLAS的废气动态浓度测量系统分辨率与灵敏度的方法

基于自平衡激光接收器和数字锁定放大器构造了TDLAS汽车尾气动态浓度测量系统。其中,自平衡激光接收器通过引入一个低频反馈回路去维持吸收信号和参考信号的自动平衡,有效地消除了背景噪音,扩大了测量范围;而数字锁定放大器采用一块DSP芯片TMS320F2812来实现相关检测算法,大大降低了系统的白噪音,提高了测量灵敏度。

基于柔性电磁传感器的发动机叶片微缺陷检测

飞机发动机叶片由于工作条件恶劣,容易出现疲劳和微缺陷,但采用传统的检测方法难以对其进行准确检测。该文提出一种基于柔性电磁传感器和数字锁定检测算法的微缺陷检测技术,在分析柔性阵列式电磁传感器特性的基础上,重点对传感器转移阻抗的数字锁定检测方法和数据处理方法进行研究,提出整周期数字锁定检测算法,可提高阻抗测量精度;搭建基于FPGA和ARM的检测平台,并通过实验验证检测效果。实验结果表明:阻抗幅度测量的重复精度达到0.04%,相位测量的重复精度达到0.02%,利用该方法可有效检测出0.1 mm宽度的微裂纹。

基于稀疏分解和混沌理论的微弱信号检测

针对数字锁定放大器中稀疏分解算法检测精度受限的缺点,结合非线性方法进行补偿,采用混沌检测联合稀疏分解的算法设计了数字锁定放大器。数字锁定放大器借助稀疏分解算法估计信号参数,根据估计得到的参数设计对应混沌系统;利用混沌系统检测信号的过程中产生间歇性混沌状态,并通过测量间歇性混沌状态的周期,精确检测信号。最终,在信号的信噪比低至-20 d B时可以成功检测信号,频率精度达到0.05 Hz,提供了一种非线性微弱信号检测方法。