微弱信號檢測的目的是從噪聲中提取有用信號，或用一些新技術和新方法來提高檢測系統輸出信號的信噪比。本文簡要分析了常用的微弱信號檢測理論，對小波變換的微弱信號檢測原理進行了進一步的分析。然后提出了微弱信號檢測系統的軟硬件設計，在闡述了系統的整體設計的基礎上，對電路所選芯片的結構和性能進行了簡單的介紹，選用了具有14位分辨率的4路并行A/D轉換器AD7865作為模數轉換器，且選用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA邏輯器件作為控制器，控制整個系統的各功能模塊。同時，利用FPGA設計了先入先出存儲器，充分利用系統資源，降低了外圍電路的復雜度，為電路調試及制板帶來了極大的方便，且提升了系統的采集速度和集成度。系統的軟件設計采用Verilog HDL語言編程，在Xilinx ISE軟件開發平臺上完成編譯和綜合，并選用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。關鍵詞：微弱信號檢測；信號調理：FPGA：AD7865；Verilog HDL信息時代需要獲取許多有用的信息，多數科學研究及工程應用技術所需的信息都是通過檢測的方法來獲取的。若被檢測的信號非常微弱，就很容易被噪聲湮沒，那么很難有效的從噪聲中檢測出有用信號。微弱信號在絕對意義上是指信號本身非常微弱，而在相對意義上是指信號相對于強背景噪聲而言的非常微弱，也就是指信噪比極低。人們進行長期的研究工作來檢測被噪聲所覆蓋的微弱信號，分析噪聲產生的原因以及規律，且研究被測信號的特點、相關性以及噪聲統計特性，從而研究出從背景噪聲中檢測有用信號的方法。1微弱信號檢測（Weak Signal Detection）技術2.3.41主要是提高信號的信噪比，從噪聲中檢測出有用的微弱信號。對于這些微弱的被測量（如：微振動、微流量、微壓力、微溫差、弱光、弱磁、小位移、小電容等），大多數都是利用相應的傳感器將微弱信號轉換為微弱電流或者低電壓，再經過放大器將其幅度放大到預期被測量的大小。
標簽： 微弱信號檢測
上傳時間： 2022-06-18
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隨著科學水平的提高，生物、化學以及醫療相關器械領域對精度要求也在不斷地提升.生物制劑提取、注射，化學藥品傳輸供給以及藥物治療等MEMS的研究不單單是對精密儀器的攻堅克難，更是交叉學科賦予高精密儀器研究發展的難題。技術革新便要理論創新，才能突破現有技術發展的瓶頸。現有的壓電超聲波霧化器理論發展已頗具成熟，產業化發展也甚是豐富，可是由于產品的不斷創新換代，同時也導致理論創新的不同步，致使許多創新產品缺少對應的系統理論支持。本文立足微泵型壓電超聲波霧化器的研究，提出了系統的霧化理論、結構仿真和霧化效果實驗研究。本文主要的研究內容和成果如下：在霧化理論分析方面，通過對霧化片金屬基片和錐孔的變形公式推導分析，建立了微泵型壓電超聲波霧化器霧化理論數學模型，并結合變形分析對其霧化機理進行了完整的闡述在有限元仿真分析計算方面，通過對霧化片簡化建模，進行了霧化片的諾響應計算分析，得出霧化片諾響應工作模態及其相應振型。并結合霧化理論分析了各模態相應霧化效果，提出霧化效果改進意見。在霧化效果實驗方面，進行多普莉激光測振實驗，與諾響應仿真計算相互論證，提高其可行性，并通過霧化效果實驗來驗證霧化效果理論分析結果，最后結合仿真計算和多普勒激光測振結果綜合分析、總結出霧化效果的影響因素。關鍵詞：MEMS，壓電泵，超聲波，霧化器，壓電陶瓷，振型。本文工作在機械結構力學及控制國家重點實驗室完成。
標簽： 超聲波霧化器
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波是一種能量存在的方式，超聲波通過高頻的振動作用于水介質，從而產生超聲空化效應，這種空化效應已經在超聲波清洗中得到應用，或者超聲波作用于傳聲媒介當中，能夠引起媒介之間發生不同的效應，已經在基礎學科研究和工程應用開發都表示出非常廣闊的應用前景[12]。按照超聲波研究內容上劃分，可以分為功率超聲和檢測超聲兩大領域Bl]。檢測超聲是工業及醫學檢查的一種方法之一，也被認為是弱超聲的“被動應用”，功率超聲主要是通過超聲接觸對接觸面進行高頻的振動摩擦，以改變介質的一些特性，所以功率超聲也被稱為“主動應用”[]。本課題主要是針對功率超聲波換能器進行研究。超聲波的產生主要依靠的是超聲波換能器。超聲波換能器是一種能夠進行機、電能量或者聲、電能量轉換的器件。對于功率超聲換能器而言，換能器通過壓電材料的壓電效應將輸入的高頻電能轉換成高頻振動的機械能量。換能器的種類有很多，應用的領域也不相同，如磁致伸縮超聲換能器間，壓電陶瓷換能器等等。目前研究最為廣泛的是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷換能器是依靠壓電陶瓷的壓電效應及逆壓電效應來實現能量的轉換。壓電陶瓷的壓電效應是由它的內部結構引起的，壓電材料主要有鈦酸鋇、錯鈦酸鉛、偏銳酸鉛、銳酸鉀鈉、鈦酸鉛等]。這些電介質在某一恰當的方向施加一定的外力時，會引起內部電極分布狀態發生改變，在介質的相對表面上會出現和外力成正比且極性相反的帶電電荷，這種由外力引起的電介質的現象叫做壓電效應則。相反，若在電介質上某一恰當的方向加上一定強度的外電場時，會引起電介質內部電極分布發生相應的變化，從而產生和外電場強度成正比的應變效應，這種由于外電場引起的電介質的應變現象叫做逆壓電效應]。功率超聲換能是超聲學領域中一個重要的分支學科。本課題主要針對壓電陶瓷式功率超聲波換能器展開研究。20世紀初期超聲波技術開始出現，而我國50年代才開始進行大功率超聲的研究[]。隨著科學技術的發展特別是電子技術的發展，如單片機、DSP、FPFA等微處理器得快速發展，微處理器功能越來越強大，運算速度越來也快，以及IGBT、MOSFET等功率器件的快速發展，功率器件的容量不斷的增加，響應速度不斷的提高。對超聲波發生器的要求也越來越高，體積越來越小，功能越來越強大，越來越智能，可靠性進一步提高。
標簽： 超聲波換能器
上傳時間： 2022-06-18
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在現代信息戰中，隨著電子對抗技術和裝備的不斷發展，戰場的電磁環境更加惡劣，通信的電子戰日益激烈。這就限制了無線電通信在某些特殊的戰術背景下的應用。為了保證通信鏈路的安全順暢，研究各種適用于軍事通信的抗干擾、抗偵收、抗測向技術和尋求適應于這些特定的環境下新的通信方式就顯得十分必要。超聲波語音通信就是在這樣的背景下提出來的。本文首先概略的介紹了AM調制、采樣定理、直接數字頻率合成等相關的基礎理論；接著結合課題的具體要求，提出了基于DDS的基本原理，依托FPGA與單片機相結合的硬件平臺來實現AM數字調幅的方案。設計中將軟件無線電的思想滲透其中，將原來運用模擬器件構建的電路都通過軟件編程的方法來實現，增加了系統的靈活性。其次，對整個系統的硬、軟件設計進行了詳細的敘述；系統的硬件電路由AM調制電路和功放電路組成，其中，M調制電路包括模擬部分、數字部分、電源部分，它主要完成語音信號與載波信號的數字調幅功能；功放電路是單獨的一塊電路板，它主要對調幅信號進行功率放大以驅動換能器，從而以超聲波的形式將信息發出。而且，還詳細分析了各部分硬件電路的設計和工作過程，并給出了相應的電路圖。系統的軟件設計包括有兩個方面內容，一方面是單片機的軟件設計，它主要利用IAR Embeded Workbench開發環境，完成系統的界面顯示及各種調幅參數的設置；另一方面是FPGA軟件的設計，它主要利用Quartusll開發軟件，采用VHDL和QuartusII內嵌的圖表編輯器的原理圖式圖形輸入法混合編程的方式，編寫了各模塊單元，在FPGA內部實現了調幅功能。最后，對調制系統進行測試，測試結果表明系統工作性能穩定，基本上達到了預期的設計要求。
上傳時間： 2022-06-18
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IGBT驅動保護電路作為變頻器主回路和控制回路之間的接口電路，具有承接前后作用.設計好驅動保護電路對于變頻器正常工作起著舉足輕重的作用，死區補償對改善變頻器輸出電壓波形，減小輸出電流諧波含量具有重要意義.本文在詳細分析IGBT的結構和工作特性的基礎上，以HCPL316為核心設計了一套完整的IGBT驅動保護電路，該電路具有較強驅動能力，適用于驅動中小容量的IGBT：能夠對IGBT過電流、過電壓提供保護，針對不同型號1GBT的開關特性，可調節適合的死區時間，防止逆變電路橋臂直通，仿真和實驗證明，該驅動保護電路可以對變頻器提供可靠的過流、過壓保護功能；通過調節死區可調電阻，設置適合的死區時間，保證了變頻器中IGBT安全可靠運行.為了減小IGBT驅動電路中產生的死區效應，本文采用基于功率因數角預測方法進行死區補償，該方法首先通過對功率因數角的計算，確定電流矢量在三相靜止坐標系中所處的位置，進而判斷輸出電流方向，調節IGBT控制脈沖寬度以補償變頻器死區時間，減少變頻器的輸出電流語波，降低電動機噪聲，延長電機壽命，該方法易于軟件實現、具有補償精確等優點.在變頻器控制單元中，基于常用SVPWM軟件基礎上，編寫了功率因數角預測死區補償算法.通過對變頻器死區補償前后的試驗，證明了本文所提方法的正確性和有效性.
上傳時間： 2022-06-19
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人工電磁材料由于其特殊的電磁特性，一直是近幾年的研究熱點。美國Science雜志更將這種材料評為2003年世界十大突破之一。隨著科技和生產技術的提高，電磁材料被應用于各式各樣的電磁器件當中，推動了電磁器件的發展。本文主要運用現有的有限元仿真軟件Comsol，成功設計和仿真了多種電磁器件，討論了電磁材料的電磁特性參數對其性能的影響，并論證了所設計出的電磁器件的有效性和正確性。論文主要內容有以下五部分：首先，對整體的坐標變換理論進行概括，大致介紹了幾種能夠獲取某些電磁材料的坐標變換的方法。隨后介紹了Comsol仿真軟件優勢，及其在電磁器件上的應用。接著，根據不同的坐標變換理論，設計并仿真出了各類電磁器件：包括在一般直角坐標系下的波束分束器，在折疊變換下的外斗篷電磁隱身，和在共形變換下的共形透鏡。論述了這些器件的應用價值。最后，根據倏逝波和金屬表面的等離子共振效應，設計出了鍍金膜錐形光纖傳感，對其傳感性能進行研究，為設計高靈敏度傳感器提供了理論依據。關鍵詞：電磁材料：Comsol：坐標變換；電磁器件區J
上傳時間： 2022-06-19
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摘要：提出了一種 Boost電路軟開關實現方法，即同步整流加上電感電流反向。根據兩個開關管實現軟開關的條件不同，提出了強管和弱管的概念，給出了滿足軟開關條件的設計方法。一個24V輸入，40V/2.5A輸出，開關頻率為 200kHz的同步Boost變換器樣機進一步驗證了上述方法的正確性，其滿載效率達到了 96.9%關鍵詞：升壓電路；軟開關；同步整流引言輕小化是目前電源產品追求的目標。而提高開關頻率可以減小電感、電容等元件的體積。但是，開關頻率提高的瓶頸是器件的開關損耗，于是軟開關技術就應運而生。一般，要實現比較理想的軟開關效果，都需要有一個或一個以上的輔助開關為主開關創造軟開關的條件，同時希望輔助開關本身也能實現軟開關。Boost電路作為一種最基本的 DC/DC拓撲而廣泛應用于各種電源產品中。由于Boost電路只包含一個開關，所以，要實現軟開關往往要附加很多有源或無源的額外電路，增加了變換器的成本，降低了變換器的可靠性Boost電路除了有一個開關管外還有一個二極管。在較低壓輸出的場合，本身就希望用一個 MOSFET來替換二極管（同步整流），從而獲得比較高的效率。如果能利用這個同步開關作為主開關的輔助管，來創造軟開關條件，同時本身又能實現軟開關，那將是一個比較好的方案。本文提出了一種 Boost電路實現軟開關的方法。該方案適用于輸出電壓較低的場合。
標簽： 整流電源
上傳時間： 2022-06-19
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1.1 設計總體要求（1）熟悉整流和觸發電路的基本原理，能夠運用所學的理論知識分析設計任務。（2）掌握基本電路的數據分析、處理；描繪波形并加以判斷。（3）能正確設計電路，畫出線路圖，分析電路原理。4）按時參加課程設計指導，定期匯報課程設計進展情況。（5）廣泛收集相關技術資料。（6）獨立思考，刻苦鉆研，嚴禁抄襲（7）按時完成課程設計任務，認真、正確地書寫課程設計報告。8）培養實事求是、嚴謹的工作態度和認真的工作作風。1.2 設計課題任務及要求設計一個IGBT升壓斬波電路設計（純電阻負載），要求1、輸入直流電壓：Ud-50V；2、輸出功率：300W；3、開關頻率：5KHz；5、輸出電壓脈率：小于10%.1.3 設計方案與總體框圖斬波電路一般主要可分為主電路模塊，控制電路模塊和驅動電路模塊三部分組成。其中，主電路模塊主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和直流斬波電路組成，其中主要由全控器件IGBT的開通與關斷的時間占空比來決定輸出電壓U的大小。控制與驅動電路模塊：用直接產生PWM的專用芯片SG3525產生PWM信號送給驅動電路，經驅動電路來控制IGBT的開通與關斷。電路模塊：驅動電路把控制信號轉換為加在IGBT控制端和公共端之間，用來驅動1GBT的開通與關斷。驅動電路模塊：控制電路中的保護電路是用來保護電路的，防止電路產生過電流現象損害電路設備。
上傳時間： 2022-06-19
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為滿足信息技術發展的需要，在信息傳輸中起連接作用的關鍵元件-射頻同軸連接器呈現向小型化、高頻率、大功率和高可靠性發展的趨勢，特別是通信基站用射頻連接器，在電壓駐波比、射頻泄漏、功率容量等方面還有較高的要求。本課題首先就射頻連接器設計中的關鍵理論和技術進行了分析和論證，重點就傳輸線方程及其解，傳輸線的工作狀態做出了闡述。目前國內對射頻連接器的s參數仿真技術研究較少，有鑒于此論文對射頻連接器的Ansoft HFSS仿真進行了研究，諸如電K度，反射損失，插入相位及如何通過評估TDR降低s，，不連續電容及電感的補償等。由于SMA連按器使用范圍廣，其結構具有一定的通用參考價值，論文在上述仿真研究的基礎上，計算和設計了標準尺寸的SMA射頻連接器中心導體常用的倒扣和滾花補償尺寸，使回損提高了10-15B，對于SMA系列連接器的設計，具有較好的實際參考價值。在Ansoft HFSS中，不僅對s參數仿真進行了研究。還采用專門用于功率仿真的模塊Ephysics，研究了不同的負載和散熱條件，仿真射頻連接器的溫度分布，找出系統耐熱薄弱點以便分析改進。
標簽： 射頻連接器
上傳時間： 2022-06-20
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PCB電路如微帶電路有較為顯著的介質和輻射損耗，而傳統金屬波導雖然損耗低、信號干擾小，但其結構很難做到小型化和集成。因此這兩種結構不適用于要求低功耗且空間尺寸受限的移動終端。采用基片集成波導（SIW）可同時降低損耗和增加可集成性，其兼備了金屬波導和平面電路的優良屬性，是未來5G毫米波終端應用場景最佳的選項之一。本文的主要內容包括：對SIw、波柬掃描陣、縫隙天線陣和Butler知陣多波束饋電網絡等基本原理進行了簡要的回顧。此四方面的知識是本文所有設計的理論支撐。系統梳理了siw.縫隙天線陣的設計步驟和Butler矩陣饋電網絡的分析方法。提出了將4 x4 Butler矩陣多波束饋電網絡用于木來5G終端天線的設計以實現多波束寬角度高增益信號覆蓋、本文選擇采用了多被束方案，并結合了sG移動終端設計了適用于5G終端的4x4 Buter矩陣多波束饋電網絡和縫隙天線陣，加工測試表明多波束方案基本可滿足未來5G終端天線的要求。在傳統4x4 Butler的基礎上，提出和設計了一款改進型的4x4 SIW Butler矩陣。從理論上驗證了方案的可行性且推導了各個器件須滿足的條件。新設計的Butler矩陣其核心是將移相器歸入到3dB定向耦合器的設計中。仿真和測試結果表明，改進型的4x4 SIW Butler矩陣不僅擁有更好的輸出幅相平坦度還具有比傳統4x4 SIW Butler矩陣更高的設計靈活性。設計了一款3x3 SIw Butler矩陣。首先給出了該款矩陣的設計思路來源，然后從原理上驗證了此矩陣設計的可行性和詳細地推導出了3x3 Butler短陣的結構和器件參數。仿真和結果表明，該型Butler矩陣比4×4 SIW Butler矩陣尺寸更小、結構更簡單，但具有和4×4 SIW Buter矩陣相當的增益值和波束覆蓋范圍。
上傳時間： 2022-06-20
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