變頻器在各行各業(yè)中的各種設(shè)備上迅速普及應(yīng)用，已成為當(dāng)今節(jié)電、改造傳統(tǒng)工業(yè)、改善工藝流程、提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中普遍需要的新技術(shù)。但是現(xiàn)有變頻器的調(diào)制算法尚存在一些缺點(diǎn)，如開關(guān)損耗大和共模電流大等，因此有必要研究和設(shè)計(jì)高性能調(diào)制算法的變頻控制器。鑒于此，開展了以下工業(yè)變頻器高性能調(diào)制算法為對(duì)象的研究?jī)?nèi)容： 在闡述了工業(yè)變頻器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、調(diào)制算法、調(diào)速算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)學(xué)模型，分析了共模電壓產(chǎn)生的原理、共模電流其影響和危害，給出了共模電壓和共模電流的關(guān)系。總結(jié)其他的抑制共模電壓的方案基礎(chǔ)上，提出一種新的共模電壓抑制SVPWM；還闡述了死區(qū)產(chǎn)生的原因及其影響，以及死區(qū)補(bǔ)償?shù)脑聿⑸鲜鰞蓚€(gè)調(diào)制算法利用MATLAB/SIMULINK軟件對(duì)該系統(tǒng)給予了全面的仿真分析。 變頻器硬件部分設(shè)計(jì)包括整流濾波電路、逆變器功率電路、上電保護(hù)電路、DSP控制系統(tǒng)及其外圍電路、IGBT驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路以及反激式開關(guān)電源，對(duì)于傳感器檢測(cè)濾波電路的具體電路參數(shù)設(shè)計(jì)，是在PSPICE上仿真基礎(chǔ)上得出。并在考慮成本、EMC、效率等因素后考慮完成了所有硬件相關(guān)的原理圖繪制和PCB繪制； 變頻器軟件部分設(shè)計(jì)包括主程序、鍵盤掃描程序、系統(tǒng)狀態(tài)處理程序、PWM發(fā)送中斷程序、電機(jī)啟動(dòng)函數(shù)、電壓調(diào)整程序、AD采樣中斷程序以及故障保護(hù)中斷程序。在實(shí)現(xiàn)一般SVPWM的基礎(chǔ)上，根據(jù)之前理論和仿真得到的共模電壓抑制SVPWM、以及死區(qū)補(bǔ)償算法，將這兩個(gè)對(duì)SVPWM進(jìn)行改進(jìn)的調(diào)制算法在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。 在硬件電路完成設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，逐漸編制相應(yīng)的控制程序，并進(jìn)行調(diào)試，并完成整個(gè)程序的編制和調(diào)試。此外，還調(diào)試了系統(tǒng)所需的反激式開關(guān)電源。整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試中遇到了很多問題，如鍵盤消除抖動(dòng)問題、共模電壓抑制SVPWM出現(xiàn)的直通現(xiàn)象等。最終完成了工業(yè)變頻器樣機(jī)，并且采用的是文章中研究的調(diào)制算法，效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的； 提出了一種將有源功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)引用到串級(jí)調(diào)速中來(lái)提高定子側(cè)功率因數(shù)的新方法。通過建立電動(dòng)機(jī)折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的等值電路，重點(diǎn)分析了有源PFC技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中的不控整流橋后，系統(tǒng)可以等效為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。得到了等效串電阻的計(jì)算公式和變化趨勢(shì)，對(duì)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)能夠比傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速時(shí)有所提升。鑒于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)電勢(shì)頻率非常低，分析了有源PFC的具體實(shí)現(xiàn)的特殊考慮和參數(shù)選取方法，并基于對(duì)稱平衡的Scott變壓器和兩個(gè)單相有源PFC電路實(shí)現(xiàn)了繞線電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相有源低頻PFC，得到超低紋波的直流輸出電壓。利用MATLAB建立了完整的仿真平臺(tái)，所得結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。
標(biāo)簽： 工業(yè) 變頻器 性能
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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近年來(lái)在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域三電平中壓變頻器的開發(fā)研究得到了廣泛關(guān)注，三電平逆變器使得電壓型逆變器的大容量化、高性能化成為可能，研究和開發(fā)三電平逆變器，無(wú)論在技術(shù)上還是在實(shí)際應(yīng)用上都有十分重要的意義。 本文首先論述了三電平逆變器的原理，詳細(xì)分析了一種控制策略—空間電壓矢量法，給出PWM波的計(jì)算公式和開關(guān)動(dòng)作次序，并仿真出波形。 其次闡述了三電平逆變器的主電路構(gòu)成、功率器件MOSFET的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和基于DSP2407A控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，并據(jù)此設(shè)計(jì)出了一套小容量三電平逆交器實(shí)驗(yàn)裝置。 最后介紹了三電平空間電壓矢量控制算法的實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)，給出了實(shí)驗(yàn)裝置的運(yùn)行結(jié)果，并分析了設(shè)計(jì)中存在的問題。
標(biāo)簽： SVPWM DSP 三電平
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的計(jì)算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年來(lái)嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢(shì)，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開發(fā)和維護(hù)(升級(jí))等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)能產(chǎn)生三相六路正弦脈寬調(diào)制（SPWM）波形；調(diào)制頻率范圍為0～4KHZ，分7級(jí)控制；16位的速度控制分辨率；載波頻率分8級(jí)控制，最高可達(dá)24KHZ；系統(tǒng)接口兼容Intel系列和Motorola系列單片機(jī)；該系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單、精確，易修改，可現(xiàn)場(chǎng)編程；同時(shí)具有脈沖延時(shí)小、最小脈沖刪除、過壓和過流保護(hù)功能等特點(diǎn)，可應(yīng)用于PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化控制。文中對(duì)方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述，主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及在FPGA硬件上的實(shí)現(xiàn)，最終驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)的可行性和有效性。 數(shù)字化設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)最終生成的三相SPWM脈沖是基于三相正弦調(diào)制波和三角載波比較得到的。設(shè)計(jì)時(shí)，充分結(jié)合FPGA器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制振蕩器（NCO）來(lái)產(chǎn)生正弦波樣本，在一定程度上解決了傳統(tǒng)NCO產(chǎn)生正弦波的精度和頻率相互制約的問題；把分時(shí)復(fù)用數(shù)字通信原理結(jié)合到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)出分時(shí)運(yùn)算電路，使得系統(tǒng)在同步時(shí)鐘下，生成三相正弦調(diào)制波而不影響系統(tǒng)的速度，同三角載波邏輯比較后，最終得到三相SPWM脈沖序列。
標(biāo)簽： FPGA 變頻調(diào)速控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-05
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本文簡(jiǎn)單介紹了脈沖式激光測(cè)距原理、相位式激光測(cè)距的原理及相位測(cè)量技術(shù)。根據(jù)課題的要求，給出了電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，選擇了合適測(cè)相系統(tǒng)電路參數(shù)，分析了調(diào)制波的噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響，計(jì)算出能滿足系統(tǒng)精度要求的最低信噪比，對(duì)偶然誤差、信號(hào)變化幅度大小、零點(diǎn)漂移和電路的相位延遲等原因引起的測(cè)量誤差，提出了具體的解決措施，這些措施提高了數(shù)字檢相電路的測(cè)相精度和穩(wěn)定性。 根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，著重對(duì)混頻電路、整形電路和自動(dòng)數(shù)字檢相電路進(jìn)行了較為深入的分析與討論，其中自動(dòng)數(shù)字檢相電路采用大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)。 文中述敘了利用FPGA實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)字檢相的原理及方法步驟，分析了FPGA實(shí)現(xiàn)鑒相功能的可靠性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件，使用QuartusⅡ軟件開發(fā)可編程邏輯器件及VHDL編程，給出了用QuartusⅡ軟件進(jìn)行數(shù)字檢相測(cè)量的系統(tǒng)仿真結(jié)果和混頻電路、比較電路、數(shù)字檢相電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)在沒有零角度位置標(biāo)志信號(hào)和沒有允許計(jì)數(shù)標(biāo)志信號(hào)條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度進(jìn)行了分析。根據(jù)誤差結(jié)果分析，提出了下一步研究改進(jìn)的措施和思路。
標(biāo)簽： FPGA 相位 激光測(cè)距 信號(hào)處理技術(shù)
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢(shì)。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計(jì)制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說(shuō)現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達(dá)領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時(shí)也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們?cè)敿?xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時(shí)間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對(duì)幅值和相位較平衡的正交信號(hào)，且在FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單廉價(jià)。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動(dòng)態(tài)控制且精度較高，對(duì)于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機(jī)的中心頻率同步動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償。 還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聚焦延時(shí)、脈寬和重復(fù)頻率可動(dòng)態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵(lì)控制、功能碼存儲(chǔ)等功能模塊，功能仿真和時(shí)序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進(jìn)程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來(lái)新思路。
標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時(shí)間： 2013-06-18
上傳用戶：hfmm633
上傳時(shí)間： 2013-07-25
上傳用戶：天涯
對(duì)溫度、濕度、壓力等數(shù)據(jù)的采集在很多工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都普遍存在著。目前大部分的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用8位單片機(jī)作為控制器，由于單片機(jī)自身功能的限制，它的采樣速率，數(shù)據(jù)采集的方式等均受到一定的限制，而且它沒有自己的操作系統(tǒng)，可視性和可操作性相對(duì)比較差。因此，研究一種新型的、具有高速的采樣速率、多樣化的數(shù)據(jù)采集方式以及操作性非常強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)非常的有必要。 本論文采用三星公司的ARM9內(nèi)核的S3C2410作為主控制器，嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，通過S3C2410的RS-485、I2C總線來(lái)控制和傳輸由不同類型數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)；利用嵌入式圖形用戶界面GUI的編程工具Qt/E(Qt/Embedded)設(shè)計(jì)的用戶界面，結(jié)合開源嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)Sqlite3，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同數(shù)據(jù)采集器的控制和數(shù)據(jù)的采集；利用Linux系統(tǒng)中的Video4linux編程實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)視；同時(shí)利用S3C2410的GPIO和中斷口設(shè)計(jì)的鍵盤能夠像PC鍵盤那樣方便的對(duì)用戶界面進(jìn)行操作，整個(gè)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、監(jiān)視等功能。此系統(tǒng)不但減少了使用處理器的數(shù)量，而且采樣速率，采樣精度等都有比較大幅度的提高，同時(shí)通過實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)視還可以及時(shí)知道數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，這些對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集尤為有利。 本論文的重點(diǎn)是完成用戶界面的設(shè)計(jì)、鍵盤驅(qū)動(dòng)及與Qt/E的鍵值映射、RS-485及I2C總線驅(qū)動(dòng)和視頻監(jiān)視的實(shí)現(xiàn)。本論文完成了整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，在油氣田開采現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集中運(yùn)行效果良好，雖功能尚待進(jìn)一步完善，但具有一定的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： Linuz ARM 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-12
上傳用戶：hxy200501
心血管疾病是當(dāng)今世界危害人類健康的頭號(hào)殺手，主要由高血壓和動(dòng)態(tài)粥樣硬化等病癥引起，早期這些病癥不明顯，但是一些相關(guān)的參數(shù)都己發(fā)生變化。因此通過檢測(cè)這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險(xiǎn)，也可以評(píng)估病人的病況和預(yù)示疾病的程度。因此若能及時(shí)檢查這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險(xiǎn)，為其預(yù)防和治療爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。大量的臨床實(shí)測(cè)結(jié)果證實(shí)，脈搏波的波形特征與心血管疾病密切相關(guān)。因此，系統(tǒng)通過檢測(cè)脈搏信號(hào)來(lái)檢測(cè)心血管參數(shù)。 便攜式醫(yī)療儀器具有很大的市場(chǎng)，醫(yī)療儀器已從傳統(tǒng)的PC和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)向嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨著微處理器運(yùn)算能力的增加，ARM微處理器及其優(yōu)越的性能必將成為心血管檢測(cè)系統(tǒng)的的主要平臺(tái)。本系統(tǒng)采用三星ARM920作為處理器，通過脈搏傳感器采集脈搏信號(hào)，并基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示脈搏波波形，選擇顯示心血管參數(shù)。本論文詳細(xì)闡述了如何通過檢測(cè)脈搏波來(lái)計(jì)算心血管參數(shù)；具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)；主要論述了軟件的實(shí)現(xiàn)，包括bootload的移植，嵌入式Linux系統(tǒng)的移植，驅(qū)動(dòng)程序的移植；應(yīng)用程序的編寫；基于QT的圖形界面開發(fā)。采用高性能的ARM處理器作為系統(tǒng)的控制核心，不但能實(shí)時(shí)檢測(cè)到脈搏信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，而且集成了豐富的外設(shè)接口，有利于整個(gè)系統(tǒng)的集成。進(jìn)一步提高通過脈搏波信號(hào)計(jì)算心血管參數(shù)的精度，系統(tǒng)的集成化和小型化，對(duì)參數(shù)異常處理的進(jìn)一步處理是今后工作的發(fā)展趨勢(shì)。 隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，心血管疾病的預(yù)防和治療急需解決，心血管檢測(cè)系統(tǒng)具有廣闊的市場(chǎng)空間，不僅適合臨床使用，也適合普通家庭的應(yīng)用。
標(biāo)簽： ARM 參數(shù)檢測(cè)
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變頻技術(shù)作為現(xiàn)代電力電子的核心技術(shù)，集現(xiàn)代電子、信息和智能技術(shù)于一體。而SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)波的產(chǎn)生和控制則是變頻技術(shù)的核心之一。本文對(duì)SPWM 波形生成的三種算法--對(duì)稱規(guī)則采樣法、不對(duì)稱規(guī)則
標(biāo)簽： SPWM 波形 分 生成算法
上傳用戶：793212294
隨著超聲檢測(cè)理論逐漸成熟，以及現(xiàn)代集成電路的快速發(fā)展，超聲檢測(cè)技術(shù)以其快速、準(zhǔn)確、無(wú)污染、低成本等特點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛、發(fā)展迅速、使用頻率最高的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。其中超聲儀器的發(fā)展水平直接影響著超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字化、圖像化、小型化和實(shí)時(shí)化等是超聲檢測(cè)儀器的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)系統(tǒng)中，PC機(jī)存在難以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，體積大，攜帶不方便，功耗大，數(shù)據(jù)傳輸率不高等問題，并且大部分便攜式超聲探傷儀缺乏對(duì)復(fù)雜數(shù)字信號(hào)處理算法的支持，因此開發(fā)與設(shè)計(jì)一種高性能、小型化的便攜式超聲探傷檢測(cè)系統(tǒng)尤為重要。 ARM的數(shù)字信號(hào)處理能力和DSP的系統(tǒng)控制能力都有其各自弱點(diǎn)，所以文中提出了一種基于ARM與DSP雙CPU方案的便攜式超聲探傷儀，充分利用了ARM與DSP的處理性能，接口簡(jiǎn)單。ARM利用DSP的主機(jī)接口與DSP通信，不會(huì)打斷DSP的正常運(yùn)行。本方案為復(fù)雜的信號(hào)處理算法提供硬件支持，可以有效的提高便攜式超聲探傷儀器的信號(hào)處理能力。 超聲探傷回波中的缺陷信號(hào)往往與系統(tǒng)的電噪聲、金屬組織噪聲混在一起，影響超聲檢測(cè)回波的信噪比。粗晶材料由于其微觀結(jié)構(gòu)對(duì)超聲的強(qiáng)烈散射，造成嚴(yán)重的材料噪聲和信號(hào)衰減，致使超聲檢測(cè)靈敏度和信噪比嚴(yán)重下降。目前，對(duì)粗晶材料的檢測(cè)仍然是超聲檢測(cè)技術(shù)的一大難題。采用信號(hào)處理技術(shù)提高超聲檢測(cè)能力和信噪比是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的重要研究課題。本文在設(shè)計(jì)具備復(fù)雜信號(hào)處理能力的便攜式探傷儀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了適合在便攜式儀器上實(shí)現(xiàn)的小波變換算法的研究，嘗試提高便攜式儀器對(duì)粗晶材料缺陷的檢測(cè)能力。
標(biāo)簽： ARM DSP 便攜式 儀的設(shè)計(jì)
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