微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。本文简要分析了常用的微弱信号检测理论，对小波变换的微弱信号检测原理进行了进一步的分析。然后提出了微弱信号检测系统的软硬件设计，在阐述了系统的整体设计的基础上，对电路所选芯片的结构和性能进行了简单的介绍，选用了具有14位分辨率的4路并行A/D转换器AD7865作为模数转换器，且选用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA逻辑器件作为控制器，控制整个系统的各功能模块。同时，利用FPGA设计了先入先出存储器，充分利用系统资源，降低了外围电路的复杂度，为电路调试及制板带来了极大的方便，且提升了系统的采集速度和集成度。系统的软件设计采用Verilog HDL语言编程，在Xilinx ISE软件开发平台上完成编译和综合，并选用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。关键词：微弱信号检测；信号调理：FPGA：AD7865；Verilog HDL信息时代需要获取许多有用的信息，多数科学研究及工程应用技术所需的信息都是通过检测的方法来获取的。若被检测的信号非常微弱，就很容易被噪声湮没，那么很难有效的从噪声中检测出有用信号。微弱信号在绝对意义上是指信号本身非常微弱，而在相对意义上是指信号相对于强背景噪声而言的非常微弱，也就是指信噪比极低。人们进行长期的研究工作来检测被噪声所覆盖的微弱信号，分析噪声产生的原因以及规律，且研究被测信号的特点、相关性以及噪声统计特性，从而研究出从背景噪声中检测有用信号的方法。1微弱信号检测（Weak Signal Detection）技术2.3.41主要是提高信号的信噪比，从噪声中检测出有用的微弱信号。对于这些微弱的被测量（如：微振动、微流量、微压力、微温差、弱光、弱磁、小位移、小电容等），大多数都是利用相应的传感器将微弱信号转换为微弱电流或者低电压，再经过放大器将其幅度放大到预期被测量的大小。
标签： 微弱信号检测
上传时间： 2022-06-18
上传用户：canderile
摘要：建立了数字控制DC/DC开关电源闭环系统的s域小信号模型，采用数字重设计法针对给定的系统季数设计了数字补偿器。应用SISO Design Tool仿真平台，在伯德图分析和根轨连法的基础上设计了连续城的模拟补偿器，并进行了离散化处理。在建立系统s城模型时引入了模数转换器和数字脉宽调制发生器产生的延迟效应，使补偿器的设计考虑了采样速率对系统的影响，改善了传统离散设计的误盖。基于教字重设计法构建的数字补偿器实现了对脉宽调制信号的可编程精确控制，保证了变换器闭环工作良好的动态特性。仿真实验结果验证了所设计的数字补偿器的性能。关键词：数字控制系统；模数转换；数字重设计法；数字补偿器；数字脉宽调制1引言传统的开关电源采用模拟控制技术，使用比较器、误差放大器和模拟电源管理芯片等元器件来调整电源输出电压，存在着控制电路复杂、元器件数量多以及控制电路成型后很难修改等缺点，不利于开关电源的集成化和小型化。近年来随着微电子学的迅速发展，电源的控制也已经由模拟控制、模数混合控制，进入到数字控制阶段”，具有可编程性、设计可延续性、元件数量减少、先进的校正能力等优点。以往由于DSP等控制芯片的高成本，数字控制多用于大功率AC/DC变换器、PFC功率因数校正等场合”，而对于DC/DC高频开关电源只是实现了一些数字化的简单应用，如采用MCU提供保护、监控和通信功能。随着数字控制芯片成本的降低，数字控制也逐渐应用于DC/DC直流变换器，直接参与电源的反馈回路控制，实现了信号采样补偿和PWM调节的数字化。数字PID补偿器的设计非常关键，直接决定了电源的输出精度、动态响应等指标。近年来对DC/DC开关电源的数字补偿器的建模研究已有很多论述]，主要基于数字重设计法和直接数字设计法。数字重设计是在传统模拟电源研究方法的基础上，首先将数字电源简化为一个连续的线性系统，忽略了采样保持器效应后设计模拟补偿器，然后采用双线性近似（Tustin）、匹配零极点（MPZ）等方法对其离散化得到数字补偿器。直接数字设计是直接建立零阶保持器和被控对象的离散模型，再构建包括离散补偿器的反馈系统。数字重设计和直接数字设计法在高采样速率下设计的数字补偿器性能差别不是很大，只是在低采样速率下直接数字设计更加精确。
上传时间： 2022-06-18
上传用户：zhanglei193
作为模拟与数字电路的接口电路的关键部分，模数转换器（ADC）现代通信、需达、卢纳以及众多消费电子产品中都占据极其重要的地位。随着科技的迅猛发展，对模数转换器的性能，特别是速度上的要求越来越高，ADC的性能好坏甚至已经成为决定设备性能的关键因素。本文以超高速ADC作为设计的目标，采用了Flash型结构作为研究的方向，并且从ADC的速度和失调电压消除技术入手进行了重点研究。本文采用了种新颖的消除失调电压的技术-chopping技术，该技术主要是依靠 组随机数产生器所产生的高速随机数序列来随机快速置换比较器输入端，从而使得失调电压近似平均为零，本文设计了种高速随机数产生器，可以产生速率达到1GHz的随机数序列。由于比较器部分是影响整个ADC速度的关键因素，因此在设计中对于比较器部分逃行了重点优化设计。另外还在数字编码电路中加入了纠错设计。通过电路仿真，所设计的ADC可达到1GHz的采样速率，最大积分非线性和微分非线性分别为0.42LSB和0.49LSB，当输入信号频率为16.6MHz时，无杂波动态范围（SFDR）达到41dB，当加入50mV失调电压时，chopping技术可以将SFDR增加3dB左右。本设计采用了和舰0.18um CMOS混合信号工艺，完成了主要模块版图的设计工作。关键词 Flash型 ADC；失调电压消除技术：chopping技术
上传时间： 2022-06-19
上传用户：d1997wayne
测量电路及仪器出版时间：2014年版内容简介 本书以现代精密电子仪器综合实践为应用背景，是模拟电子技术和单片机技术相结合的新型实验类教材。本书通过大量且多层次的实验项目，由浅入深、循序渐进地介绍精密测控电路设计，以及精密仪器系统综合应用设计的流程、方法和开发技能，并介绍针对精密仪器的综合设计性实验项目。全书共10章，主要内容包括：绪论、集成运算放大器基础、滤波器、模拟多路开关、集成基准电压源、数模转换器、模数转换器、信号波形发生器、精密仪器抗干扰技术和典型仪器电路分析等。本书提供配套电子课件和习题参考答案等。
上传时间： 2022-06-20
上传用户：
随着半导体技术的发展，模数转换器（Analog to Digital Converter，ADC）作为模拟与数字接口电路的关键模块，对性能的要求越来越高。为了满足这些要求，模数转换器正朝着低功耗、高分辨率和高速度方向快速发展。在磁盘驱动器读取通道、测试设备、纤维光接收器前端和日期通信链路等高性能系统中，高速模数转换器是最重要的结构单元。因此，对模数转换器的性能，尤其是速度的要求与日俱增，甚至是决定系统性能的关键因素。在分析各种结构的高速模数转换器的基础上，本文设计了一个分辨率为6位，采样时钟为1GS/s的超高速模数转换器。本设计采用的是最适合应用于超高速A/D转换器的全并行结构，整个结构是由分压电阻阶梯，电压比较器，数字编码电路三部分组成。在电路设计过程中，主要从以下几个方面进行分析和改进：采用了无采样/保持电路的全并行结构；在预放大电路中，使用交叉耦合对晶体管作为负载来降低输入电容和增加放大电路的带宽，从而提高比较器的比较速度和信噪比；在比较器的输出端采用时钟控制的自偏置差分放大器作为输出缓冲级，使得比较输出结果能快速转换为数字电平，以此来提高ADC的转换速度；在编码电路上，先将比较器输出的温度计码转换成格雷码，再把格雷码转换成二进制码，这样进一步提高ADC的转换速度和减少误码率。
上传时间： 2022-06-22
上传用户：kingwide
本文首先对黑体辐射理论和双波段比值测温理论进行研究，探讨在近红外区域对高温炉窑进行比值测温的可行性；针对工业高温炉窑辐射的峰值位置在中红外区域，近红外区域的辐射仍然比较低，且普通CCD在近红外区域响应很低的状况，综合考虑后选择近红外增强型CCD作为探测器；根据所选CCD本文设计了一套完整的双波段测温系统的硬件框架，由Sony公司的近红外增强型黑白CCDICX255AL，10位输出模数转换器AD9991、带有USB接口的可编程增强型8051处理器芯片Cy7c68013和EEPROM存储器等完成功能，并提出双波段测温摄像机的分束和滤光系统的设计方案；由于光学分束镜和滤光片都需要定制镀膜，本文首先设计的硬件系统是单波段系统，本系统的硬件电路有两块线路板：以ICX255ALCCD和AD9991为核心的图像采集板和带USB接口的8051处理器芯片Cy7c68013为核心的控制板，这两块PCB均为2层电路板；还开发了相应的固件程序、设备驱动程序和应用程序，对所设计的各个功能模块分别进行了测试和调试，计算机能通过USB口读取图像并在屏幕上显示，获得了良好的效果；由于本文设计的硬件系统实际上是单波段的，为了验证双波段测温的效果，本文采用ASD FieldSpec HandHeld型光谱仪测量模拟黑体辐射源（工业炉密的炉膛也是个近似黑体辐射源）的辐射，用测得的光谱数据模拟计算，获得了良好的测温效果。
上传时间： 2022-06-22
上传用户：
随着图像采集系统的广泛应用，人们对CCD探测系统的要求日益提高。传统的CCD探测系统由于结构复杂，造价较高，已不能满足日益广泛的应用需要。本文设计了一套基于单片FPGA的小型化与经济化的CCD探测系统，能够满足空间光强的测量并实现光信号的识别和处理。本文研究了CCD探测系统的基本结构。设计了基于单片FPGA的CCD探测系统的硬件电路原理图，完成了硬件电路板制作与调试。系统FPGA选用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，电路板采用双层板设计，实现了CCD探测系统的小型化与经济化的目标。利用FPGA器件实现了CCD驱动时序脉冲的设计、实现了单采样与相关双采样的控制程序设计，利用FPGA的数字信号处理功能实现了相关双采样的信号处理。基于FPGA的可编程特性，在不改变外部电路的基础上，通过程序的改变，对CCD驱动频率、模数转换器采样时刻的选择进行方便调节。系统与上位机的数据传输接口采用了网络传输方案，充分发挥了网络传输的远距离传输、远程访问、信息共享等优势，系统采用基于FPGA的Nios IⅡ嵌入式处理器系统，通过对其应用软件的开发，实现了系统与上位机之间数据的可靠性传输。
上传时间： 2022-06-23
上传用户：xsr1983
本文提出了一种基于CCD的微型光谱仪的系统设计方案。该方案选用CCD为光谱测量的探测器，光学系统采用折叠Czerny-Turner结构设计，大大减少了光学系统的体积；在探测系统方面，以现场可编程逻辑门阵列（FPGA）EPW7032设计了CCD驱动和信号采集系统。在FPGA上采用了片上可编程（SOPC）技术，集成了NiosII软核UART、CPU等功能模块，整个系统只用一片FPCA资源开发了CCD驱动电路、A/D采样控制电路、USB驱动电路等模块，使整个光谱仪系统的实现了单芯片控制。完成了基于USB的微型光谱仪和PC机的通讯，并使用Labview开发了光谱采集和处理软件，实现对光谱仪的光谱数据处理、光谱谱线绘制、波长定标相关功能。最后，对本文的系统进行了相关实验，实验表明：按照该方案设计的微型光谱仪能同时对多个波长进行测量，整个光谱仪的体积重量达到了设计所要求的微型化、小型化。为了使CCD探测系统能检测到较宽的光谱范围，选择3694个像素的线阵CCD作为探测器件。采用CD专用A/D转换芯片M始X1101对CCD输出信号进行相关及模数转换处理，转换后的数字信号暂时储存在FPGA中，经处理后通过USB总线传送到上位机，由应用软件完成光谱数据进一步的分析、处理和显示。FPGA作为整个系统的核心，完成了CCD驱动时序、MAX1101采样时序和FT245BM（USB）芯片脉冲控制时序。
上传时间： 2022-06-23
上传用户：
CCD作为一种光电转换器件，由于其具有精度高、分辨率好、性能稳定等特点，目前广泛应用于图像传感和非接触式测量领域。在CCD应用技术中，最关键的两个问题是CCD驱动时序的产生和CCD输出信号的处理。对于CCD输出信号，可以根据CCD像素频率和输出信号幅值来选择合适的片外或片内模数转换器；而对于CCD驱动时序，则有几类常用的产生方法。1常用的CCD驱动时序产生方法CCD厂家众多，型号各异，其驱动时序的产生方法也多种多样，一般有以下4种：0）数字电路驱动方法这种方法是利用数字门电路及时序电路直接构建驱动时序电路，其核心是一个时钟发生器和几路时钟分频器，各分频器对同一时钟进行分频以产生所需的各路脉冲。该方法的特点是可以获得稳定的高速驱动脉冲，但逻辑设计和调试比较复杂，所用集成芯片较多，无法在线调整驱动频率。
上传时间： 2022-06-23
上传用户：
内容简介介绍FreescaleH（CS12系列16位微控制器的中央处理器结构、S12存储器、512指令系统、S12汇编程序设计与实例、Sl2输出/输入端口、中断系统、定时器模块、模/数转换模块、脉宽调制模块、SPl和SCI串行通信模块、Sl2微控制器应用实例和HCS]2在线调试等。并以MC9S12x；128为例，较详尽地列出了大量相关功能寄存器的作用及设置方法，还针对以上功能模块给出了已经调试通过的汇编语言或C语言例程。本书是针对已其有微控制器的基本知识而需要应用HCS]2系列微控制器的读者，通过本书的学习可以更快地掌握Freescale16位微控制器HCS12系列的基本功能，本书可作为汽车电子、自动控制、智能家电、仪器仪表等领域工程技术人员的参考书，也可作为高等院校相关专业高年级本科生、研究生的教材以及教师的教学参考书。
上传时间： 2022-06-23
上传用户：
