Philips iU22型及iE33型超声诊断设备故障维修案例分析

总结Philips iU22和iE33型超声诊断设备的结构及常见故障,分析其6例故障原因,确定故障维修方案更换相应元器件或重新安装系统软件等方法维修技术路线,为医院同行的日常维修工作提供一些参考。

多通道声呐采集系统的设计

为了满足声呐信号处理中对多通道信号滤波及增益可调、同步采集、数据快速传输、数据可存储和实时分析的应用需求,设计了多通道采集系统包括多通道采集器和上位机控制界面。该采集器采用高性能现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为主控芯片,使用两颗高精度模数转换器(ADC)AD7768,并结合上位机控制下位机进行数据采集和处理,实现16通道并行数据采集、SD卡数据存储和上位机利用小波变换对接收到的数据进行去噪和时频分析等功能。以实际的水池进行声呐采集试验,该系统采样率可通过上位机配置进行切换,同步性能优于25 ns,数据存储速率为8.2 MB/s,实时性优于1.17 ms,能够满足海底复杂环境下信号特征数据处理的需求。

基于ARM和FPGA的数字多道分析器研制

多道分析器作为γ能谱测量中不可或缺的组件,其性能直接影响能谱仪分辨率及测量精度,传统的多道分析器多采用模拟电路方法或使用数字采集卡实现。模拟多道对于影响能谱仪性能的成形时间、脉冲通过率及死区时间修正等问题上具有一定的局限性,而这会直接影响能谱分析结果;数字采集卡是实现数字采集的计算机扩展卡,成本较高,不利于市场化推广。数字多道分析器对脉冲信号进行全数字采样,将其转化为数字量,利用数字信号处理方法,通过软件实现,完成整个信号分析处理过程,可极大提高系统稳定性与可靠性,相比于前两种方案,优势明显。设计了一款数字多道分析器,采用ARM处理器+高速ADC+FPGA的硬件方案,主要包括AD采样模块、FPGA数据处理模块和以STM32F4为核心的控制和通信模块。使用数字信号处理方法,编写硬件描述代码实现了脉冲信号滤波成型、幅值提取和基线修正等核脉冲处理的关键算法,最后给出探测器核信号经本文设计的数字多道处理后的γ能谱图。根据国内外研究成果及理论基础,经过深入系统理论分析,方法仿真验证,以及实际调试过程,最终研制出一款可商业化实用、完整且高精度的数字多道分析器,并将其应用在低本底γ能谱仪上,其能量分辨率测试均值为6.6791%,能量线性相关度R2在0.9999以上,积分非线性为0.26%。设计的数字化多道分析器采用ARM+FPGA的方式,极大程度降低了系统设计难度和成本,实现了高精度、高速的脉冲信号数字化,测试性能可达到数字采集卡的水平,具有极高的市场应用价值。

基于先进CMOS工艺的多通道Gbps LVDS接收器

在SIP(System In a Package)系统中集成具有LVDS(Low-Voltage Differential Signal)接口的多通道高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)时,面临不同LVDS输出通道延时不同所导致的数据采集错误的问题,为此设计了一个多通道自适应LVDS接收器。通过采用数据时钟恢复技术产生一个多相位的采样时钟,并结合ADC的测试模式来确认每一个通道的采样相位,能够自动对每一个通道的延时分别进行调整,以达到对齐各通道采样相位点,保证数据正确采集的目的。最后,基于先进CMOS工艺进行了接收器的设计、仿真、后端设计实现和流片测试,仿真和流片后的板级测试结果均表明该接收器能够对通道延迟进行自动调节以对齐采样相位,且最大的采样相位调节范围为±3 bit,信噪比大于65 dB,满足了设计要求和应用需求。

阵列式反中微子探测系统模拟信号发生器设计

使用阵列式塑料闪烁体探测器结合多通道电子学系统对反中微子进行探测是目前较为流行的探测方法,其以多路信号之间的能量-时间符合关系来甄别中微子事件,其电子学系统建立后,需要有符合理论算法关系的多通道随机模拟信号对系统进行测试,以验证系统是否具有预期的探测效果。介绍了一种符合式多通道模拟信号发生器的设计,可以产生满足要求的模拟信号,下位机部分利用高速FPGA作为主控制单元,控制32路DAC通道对外输出信号;上位机部分使用直接抽样方法对蒙特卡洛算法得出的数据生成信号的输出通道、输出幅度和预期输出时间,通过USB传输给FPGA,由FPGA对信号进行精确控制,以达到在多个通道上输出满足要求的信号的目的。测试表明,本系统产生的符合式多通道模拟信号满足反中微子探测的能量-时间符合要求,为复杂的多路仿核信号模拟发生器的研制与改进提供了新的思路。

单螺旋通道的通道电子倍增器性能研究

在现有的微通道板皮料玻璃配方的基础上,经过一系列的制作工艺设计和改进,最终制作出了具有合适性能的单螺旋通道的通道电子倍增器;之后搭建了以盘香型钽灯丝作为输入电流的通道电子倍增器(Channel Electron Multiplier,CEM)模拟模式测试装置和以紫外发光二极管结合金阴极作为输入信号的CEM脉冲计数模式测试装置,对该器件的综合性能参数进行全面的测试与评价;测试结果表明:本实验室自行研制的单螺旋通道的通道电子倍增器的模拟增益和脉冲增益分别为1×10^(4)~1×10^(6)和1×10^(7)~1×10^(8),增益值随着工作电压的升高而增加,输出脉冲的上升时间为2~3 ns,性能接近国外同行的同类器件。

一种低功耗架构下毫米波信道估计算法研究

针对低分辨率模数转换器量化误差大、信道估计准确性低等问题,提出一种两阶段信道估计算法。利用量化过程构造优化问题,采用梯度下降算法估计支撑集;根据估计的支撑集将信道估计问题降维;采用最大化期望算法降低量化误差并估计信道复增益。仿真结果表明,提出的算法比目前最先进的对比算法性能提高了6 dB,且时间复杂度由对数线性数量级降为线性数量级。

高精度模数转换器通道之间的时间误差校准算法研究

为避免模数转换器数字输出信号出现明显的滞后现象,实现对信号传输误差的有效弥补,提出了高精度模数转换器通道之间的时间误差校准算法。基于增益误差、失配误差、采样误差等3个指标,分析高精度模数转换器通道之间的主要时间误差参量。根据过零点数量,求解增益失配系数,确定动态校准指标数值,进而完成对时间误差参量的实时校准。对比实验结果表明,与TIADC时间误差校准算法相比,高精度模数转换器通道之间的时间误差校准算法能够实现对信号传输误差的有效补偿。

基于FPGA的音频数模混合AGC采集系统

针对传统音频采集设备的局限性与单一性以及日趋灵活的音频AGC设计需求,设计并实现了一种基于FPGA的多路音频数模混合AGC电路系统。该电路系统基于可编程逻辑门阵列、低噪声模拟放大器与高性能模数转换器,实现了多路微弱音频信号的采集与灵活的数模混合AGC采集系统。实验结果表明,该多路音频数模混合AGC采集系统具有响应时间短、收敛速度快、动态范围大、数据可靠稳定等优点,总体性能优于传统AGC。

基于ADG1607十六通道湿度测量电路设计

为了解决多路湿度测量各个通道系统误差一致性以及简化ADC电路的问题,采用两片ADG1607电子模拟开关和一片AD7792数模转换器构成信号测量电路,通过MCU控制模拟开关阵列进行切换,实现十六路湿度模拟信号的采集,按照预设的顺序分时送入AD转换为数字量输出,通道切换需要稳定时间,经验值采取10 ms;在输入电路加入合适的电阻和电容组成RC滤波电路消除开关切换带来一些毛刺干扰,同时引入正确的放电回路,防止电荷积累而影响测量精度;对电路进行测试,结果表明,各通道之间最大误差为0.17%,通道一致性评价为,相对误差0.003,平均绝对离差0.002475,标准差为0.095;该电路已经在实际的自动气象站中长期应用,无机械触点的模拟电子开关能够很好地适应频繁切换,其整体测量性能指标满足气象观测设备对湿度测量准确度的要求。

多通道模拟开关的S参数测试分析

阐述多通道模拟开关的S参数测试分析,仿真与实测对比两种测试板隔离度和串扰指标的测试结果,验证了测试和优化的方法。实测结果与仿真结果和被测件标称典型测试曲线一致。

一种延时可调的记忆效应补偿模拟预失真器

随着移动通信系统的发展,信号的带宽和调制度越来越高,功率放大器的记忆效应影响也越来越强。针对功放的记忆效应补偿问题,本文提出了一种延时可调的基于肖特基二极管模拟预失真器(SDD-APD)来补偿记忆效应的影响。该预失真器采用不等长微带线作为固定延时线、RC移相结构作为延时可调模块,用来补偿功放记忆效应的影响。采用20MHz带宽的LTE信号对中心频率为460MHz的Doherty功率放大器进行测试,实验结果表明所提出的模拟失真器可以有效地改善功放的记忆效应,相邻信道功率比(ACPR)的改善为13dB以上。

调频频段数字音频广播模数同播实验方法研究

本文围绕实验任务,基于调频频段数字音频广播开展模数同播实验,搭建FM-CDR物理链路和实验平台,对核心设备进行参数调整以达到播出要求。通过外场覆盖测试,充分验证了模数同播的应用可行性、技术先进性和产业成熟度,为无线广播从单一的调频广播业务向多样化的数字业务平移、支撑未来不断涌现的各种广播电视新业态提供了实践依据。

一种衬砌替代材料的可切削性能试验研究

针对机械法开挖联络通道领域中刀具磨损严重的问题,提出采用FFU材料作为混凝土衬砌的替代材料,同时采用3种不同的刀具进行切削试验来验证FFU的可切削性。试验结果表明:FFU材料可切削性良好,使用贝壳刀和刮刀,都能在较短的时间内将FFU试件切穿;横向布置顶管机试验时会导致大量碎渣囤积在筒仓内部,致使排渣不顺,更换顶管机布置形式,竖直放置进行切削可有效缓解排渣不顺的问题;FFU碎渣多为纤细的拉丝状,容易沾附刀盘上,应搭配泥水循环系统使用;推进速度过快会导致刀头受力不均匀,在实际工程中建议控制推进速度控制在5 mm/min之下。

基于FPGA的多通道数据采集卡的方案设计

多通道数据采集卡是将来自传感器的信号通过放大,再通过A/D转换将模拟信号转换为数字信号后由FPGA芯片采集最终在上位机上显示、处理.该系统的多通道采集卡主要是完成32路模拟通道和32路数字通道信息的采集,对A/D采集系统的模拟通道部分进行了研究,并对其精度进行了性能分析.

阻抗匹配电路在电子测量仪器前端模拟通道中的应用

阻抗匹配电路是电子测量仪器前端模拟通道中的关键电路。在介绍电子测量仪器前端模拟通道组成、功能的基础上,阐述了阻抗匹配的作用,即实现信号最大功率传输和实现信号无反射传输。分析了选频匹配网络中常用的倒L型网络、T型网络和Π型网络的电路模型和电路参数设计计算方法,给出了实现阻抗变换的各种电压跟随器的电路结构形式,并对电子测量仪器前端T型阻抗匹配电路参数的计算进行了举例说明。

高速数据采集模拟通道设计相关问题的研究

基于数据采集系统模拟通道的设计要求,针对高速模拟通道中元件的寄生参数、电源噪声和PCB板上的高频串扰等实际问题进行研究。采用阻容网络实现宽带信号的准确衰减,保证了通带内幅频特性的平坦度;采用宽带缓冲器件LH0033实现了阻抗变换,使用BNX005对电源进行EMI滤波,通过合理地线布局,减少高频信号在地线上的耦合,有效抑制了噪声,提高了模拟通道的抗干扰能力。实验结果表明采取上述措施后,50MHz的增益衰减由-2.5dB变为-0.26dB,电源噪声和信号噪声明显降低。

智能化木材含水率自动测试系统的开发

介绍智能化木材含水率测试系统的电路设计、硬件构成和工作流程，提出采用动态补偿方法，可消除由零点漂移、温度漂移等引起的测量误差。经验证，在纤维饱和点以上时，含水率自动测试系统的平均误差小于4％；在纤维饱和点以下时，误差小于2％，尤其在终含水率（14％～9％）范围内误差小于1％。

科学级CCD并联过采样低噪声模拟信号通道

根据CCD相机模拟通道噪音的非相关性,提出通过并联多个相同的模拟通道来降低模拟通道噪音的方法,并对此进行实验研究。通过实验测定实验装置中噪音的分布情况,得出并联双通道和并联三通道时噪音的改善因子为1.354和1.65,符合理论值。实验还显示,改善因子随模拟通道中可编程增益放大器增益的增加而减小,并对此现象进行分析。通过对改善因子与理论值的偏差进行分析,指出电源噪音、较高的转换速度及温升是造成偏差的主要原因。

一种低速隔离A/D前端模拟通道设计

模拟通道是数据采集系统的重要组成部分,其性能将直接影响数据采集的结果。分析了传统典型模拟通道的电路原理,指出其不适用于需要隔离、尺寸小、输入范围大、采样率较低场合的原因,提出改进的方案,设计了一种新的A/D前端模拟通道,该模拟通道可实现信号衰减、阻抗转换,负电压搬迁等功能,且同时兼容单端信号与差分输入信号,支持单端和差分信号输出,并对几种不同使用条件下提出了相应的减小误差方法。经测试表明,该模拟通道能够准确有效的对输入模拟信号进行调理。