AD8221中文資料,儀器儀表放大器。高共模抑制比
上傳時間: 2013-07-31
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本文研究了在復雜背景下紅外圖像的背景和噪聲抑制算法,并且完成了硬件實現,主要包括以下內容: 1.通過對實際紅外圖像的背景和噪聲特性的研究分析,設計改進了一種基于加權廣義次序統計濾波器的背景抑制的算法。紅外圖像的噪聲通常為脈沖噪聲,具有高頻特性;而紅外圖像的背景變換比較緩慢,其頻譜成分多集中在低頻區域,所以本文在對圖像特性分析的基礎上,設計改進了基于加權廣義次序統計濾波器的背景抑制的算法。在對采集的起伏背景紅外圖像進行背景抑制后,用全局門限可以有效的分割出目標信息,輸出包含目標信息的二值化圖像,為后續處理提供數據。但是出于更復雜背景條件下算法有效性的目的,深入討論了局部自適應門限分割算法的設計。 2.在實時信號處理系統中,底層的圖像預處理算法目前難以用軟件實現;但是其運算結構相對比較簡單,適于用FPGA進行硬件實現。本文對算法的FPGA設計作了較為深入地研究,同時介紹了算法的VHDL實現,利用模塊化的優點對算法分模塊設計,對各個模塊的實現作了詳細介紹。 3.完成了紅外成像制導系統的預處理部分硬件電路設計,對FPGA中預處理算法的處理結果進行了驗證。通過算法在硬件上的實現,證明了算法的有效性。
上傳時間: 2013-07-02
上傳用戶:釣鰲牧馬
針對現代中低壓電網電能質量的監測及諧波治理的需要,論文綜合運用嵌入式技術、現代信號處理技術、虛擬儀器技術設計了一種新型低功耗、集成化的電網參數監測儀。此系統實現了對三相電網相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網頻率、功率因數以及三相電壓、電流的31次以內諧波的實時監測。 論文分析了基于微處理器的電力系統基本參數的測量原理;對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得,由多點的抽樣數據統計得到的結果可以減小隨機誤差的影響;基于DFT和FFT的諧波測量原理,將FFT應用于諧波分析獲得信號的頻域參數;針對諧波測量中的混疊誤差設計了二階抗混疊濾波器;分析了非同步采樣和對非時限信號的截斷造成的頻譜泄露和柵欄效應及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數對頻譜泄漏的抑制作用,在此基礎上選擇加海明窗對采樣信號進行處理;針對DDS具有高精度頻率合成的特點,將其應用到電網信號的采樣上,提高了采樣的同步性,使得測量精度滿足了系統的要求。上述方法需要大量快速的迭代運算,系統微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132,提高了系統的數據處理能力和實時性。系統供電電源采用了開關電源、減小了體積,提高了效率;完成了下位機數據采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設計;最后介紹了軟件設計部分,主要包含了數據采集的實現過程,FFT程序的設計,給出了各部分程序的流程圖;系統上位機軟件設計了電網數據處理程序,該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發平臺,利用CVI豐富的庫函數,完成對數據的處理、顯示和記錄等工作,并采用雙線程運行模式,在數據采集和處理的同時完成了顯示、命令的發送和運行曲線等功能。 按上述方案設計的樣機經過三次電路制作與軟件調試,主要技術參數達到了設計要求,通過了實驗室測試,目前正在電力系統諧波治理系統中進行工業實驗。
上傳時間: 2013-04-24
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永磁無刷直流電動機是一種性能優越、應用前景廣闊的電動機,傳統的理論分析及設計方法已比較成熟,它的進一步推廣應用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數字無刷直流電動機模糊神經網絡雙??刂葡到y,將模糊控制和神經網絡分別引入到無刷直流電動機的控制中來.充分利用模糊控制對參數變化不敏感,能夠提高系統的快速性的特點,構造適用于調節較大速度偏差的模糊調節器,加快系統的調節速度;由于神經網絡既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學習、自收斂性,對被控對象無須精確建模,對參數變化有較強的魯棒性的特點,構造三層BP神經網絡調節器,來實現消除穩態偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據,實現模糊和神經網絡兩種控制模式的切換,使系統在不同速度偏差段快速調整、平滑運行.此外充分利用系統硬件構成的特點,采用適當的PWM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區;通過換相瞬時轉矩公式推導和分析,得出在換相過程中保持導通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉矩波動,使系統電流保持平滑、轉矩脈動大幅度減小、系統響應更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設計下,系統不僅能實現更精確的定位和更準確的速度調節,而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉矩、頻繁起動的狀態下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統的參數自調整模糊控制算法,BP神經網絡控制算法以及PWM輸出,轉子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實現了對無刷直流電動機的全數字實時控制,并得到了良好的實驗結果的結果.
上傳時間: 2013-06-01
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瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測方法,由于它在時間和空間上的可分性,使得這種方法簡單易行,信息豐富,精度較高,低成本,見效快,從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領域得到了廣泛的應用。隨著接收儀器的數字化和智能化,發射功率的增大,數字模型計算正反演的應用,解釋水平的提高,瞬變電磁法可解決的地質問題不斷擴大,幾乎涉及了物探工作的各個領域:礦產勘探,構造探測,水文與工程、地質調查,環境調查與監測以及考古等。近年來,在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調查、淺層石油構造填圖,以及礦井突水預測等領域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測系統包括發射機和接收機兩部分。接收機用作在噪聲中提取由發射機發射的一次場信號在地下導體中感應出的二次場信息,其信息反映了地下導體的電阻率差異,通過對該信息數據的處理了解探測目標的特性從而達到探測的目的。 瞬變電磁信號具有早期信號幅度大、衰減快,而中晚期信號幅度小、衰減慢的大動態范圍的特點。因此,必須設計出能適應這種瞬時變化快、動態范圍大數據信號要求的高性能數據采集系統。同時,瞬變電磁探測系統的工作環境大都是在野外,因此,為適應野外工作的需要,數據采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結其他數據采集系統設計的基礎上,提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術避免放大飽和和實現對小信號的有效識別、改用ARM作為核心處理器實現對接收機的有效控制、改進USB2.0的實際傳輸速度、改用自適應濾波法等噪聲抑制方法組合實現抗干擾和噪聲濾除設計,成功設計和實現了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數據采集系統,該系統具有高性能,低功耗,抗干擾能力強,低成本的特點,已成功應用于瞬變電磁探測實踐,并取得良好效果,極大的滿足了瞬變電磁探測系統的需要。同時,該系統對于其他數據采集系統的設計具有一定的借鑒意義。
上傳時間: 2013-06-21
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心血管系統疾病是現今世界上發病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩態的心電變異性現象,是指心電T波段振幅、形態甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明,TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關系,已成為一種無創獨立性預測指標。隨著數字信號處理技術和計算機技術的迅速發展,微伏級的TWA已經可以被檢出,并且精度越來越高。本文以T波交替檢測為中心,基于ARM給出了T波交替檢測技術原理性樣機的硬件及軟件,實現實時監護的目的。 在TWA檢測研究中,需要對心電信號進行預處理,即信號去噪和特征點檢測。小波分析以其多分辨率的特性和表征時頻兩域信號局部特征的能力成為我們選取的心電信號自動分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號分解為不同頻段的細節信號,根據三種主要噪聲的不同能量分布,采用自適應閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對原始信號進行去噪處理:同時基于心電信號的特征點R峰對應于Mexican-hat小波變換的極值點,因此我們使用Mexican-hat小波檢測R峰,通過附加檢測方案確保了位置的準確性,并根據需要提出了T波矩陣提取方法。 隨后文章介紹了T波交替的產生機理及研究進展,分別從臨床應用和檢測方法上展現了目前TWA的發展進程,并利用了譜分析法、相關分析法和移動平均修正算法分別從時域和頻域對一些樣本數據進行T波交替檢測。在檢測中譜分析法抗噪能力較強,但作為一種頻域檢測方法,無法檢測非穩態TWA信號,而相關分析法受呼吸、噪聲影響較大,數據要求較高,因此可以在譜分析檢測為陽性TWA基礎上,再對信號進行相關分析,從而克服自身算法缺陷,確定交替幅度和時間段。最后對影響檢測結果的因素進行討論研究,從而降低檢測誤差。 文章還設計了T波交替檢測技術原理性樣機的關鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心,設計了該樣機的關鍵電路,包括采集模塊、數據處理模塊(外部存儲電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對心電信號是微弱信號并且干擾大的特點,采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級放大電路,有效的提取了信號分量:A/D轉換電路保證了信號量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內部異步串行通訊實現系統與外界聯系。系統軟件中首先介紹了系統的軟件開發環境,然后給出了心電信號分析及處理程序設計流程圖及實現,使它們共同完成系統的軟件監護功能。
上傳時間: 2013-07-27
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汽車黑匣子(又稱汽車行駛記錄儀)是一種使用在汽車上的數字式電子記錄裝置。這種裝置能對車輛的行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態信息進行記錄存儲并可通過接口實現數據輸出。汽車行駛記錄儀的使用,對抑制疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。本文根據汽車行駛記錄儀國家標準GB/T 19056-2003,并在此基礎上開發設計了一種具有音視頻處理功能的汽車黑匣子,采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM處理器和Linux操作系統,同時為了使汽車黑匣子能更方便地與上位機之間進行通訊,本系統采用了USB Mass Storage設備來實現數據的傳輸。 論文首先介紹了汽車黑匣子的研究背景,并對國內外汽車黑匣子的研究現狀進行了概括,在此基礎上提出了本課題需要完成的目標。接下來,論文闡述了系統總體設計的構思以及各個功能模塊不同方案優劣的比較,給出了最后的設計方案,并建立了系統的開發平臺。在硬件設計方面詳細地介紹了各主要功能部件及電路的設計和特點。在軟件設計單元介紹了Linux操作系統和Bootloader的特點,并給出了系統軟件的各模塊程序設計。在文件系統設計部分,論文討論了在NandFlash中建立FAT文件系統的實現方法。最后通過Linux下USB Mass Storage設備驅動的設計和調試,實現汽車黑匣子記錄的數據通過USB接口與PC機或PDA之間的通信。 本文在結束處對整個課題作出總結,并指出在本系統現有的基礎上性能還可以進一步改善和改進的地方。
上傳時間: 2013-05-27
上傳用戶:dianxin61
在利益的驅使下,超限運輸在世界各地已成為了普遍現象。這給國家帶來了諸多經濟和社會問題。實踐證明動態稱重系統(WIM)能有效地抑制超限運輸,但同時也存在部分問題,這些問題的解決有賴于國家相關法規的出臺,也有賴于關鍵測量設備(WIM系統)性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環境干擾,對環境適應性差,課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器,它具有很強的抗干擾性,利于提高系統測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調技術,本文在比較了幾種常見解調技術的前提下,結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調諧濾波解調方法,文章在分析該解調方法原理的基礎上,設計了解調器中的各個硬件電路模塊;此外,為了提高數據采集、傳輸的效率,文章還對數據緩沖電路進行了設計,在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲,稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上,將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態稱重系統中,為了驗證算法的有效性,利用MATLAB對實測數據進行了仿真分析,結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態稱重系統性能指標的另一方面是提高系統運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺,處理器時鐘可高達400MHz;軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統平臺。文章對操作系統linux2.6進行了合適的配置,成功地將它移植到了課題的ARM平臺上,并且在此操作系統上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調和數據緩沖電路的驅動程序。
上傳時間: 2013-07-26
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本文首先在介紹多用戶檢測技術的原理以及系統模型的基礎上,對比分析了幾種多用戶檢測算法的性能,給出了算法選擇的依據。為了同時克服多址干擾和多徑干擾,給出了融合多用戶檢測與分集合并技術的接收機結構。 接著,針對WCDMA反向鏈路信道結構,介紹了擴頻使用的OVSF碼和擾碼,分析了擾碼的延時自相關特性和互相關特性,指出了存在多址干擾和多徑干擾的根源。在此基礎上,給出了解相關檢測器的數學公式推導和結構框圖,并仿真研究了用戶數、擴頻比、信道估計精度等參數對系統性能的影響。 常規的干擾抵消是基于chip級上的抵消,需要對用戶信號重構,因此具有較高的復雜度。在解相關檢測器的基礎上,衍生出符號級上的干擾抵消。通過仿真,給出了算法中涉及的干擾抑制控制權值、干擾抵消級數等參數的最佳取值,并進行了算法性能比較。仿真結果驗證了該算法的有效性。 最后,介紹了WCDMA系統移動臺解復用技術的硬件實現,在FPGA平臺上分別實現了與基站和安捷倫8960儀表的互聯互通。
上傳時間: 2013-07-29
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FPGA器件在通信、消費類電子等領域應用越來越廣泛,隨著FPGA規模的增大、功能的加強對時鐘的要求也越來越高。在FPGA中嵌入時鐘發生器對解決該問題是一個不錯的選擇。本論文首先,描述并分析了電荷泵鎖相環時鐘發生器的體系結構、組成單元及各單元的非理想特性;然后討論并分析了電荷泵鎖相環的小信號特性和瞬態特性;并給出了電荷泵鎖相環器件參數的計算表達式。其次,研究了環形振蕩器和鎖相環的相位噪聲特性。由于噪聲性能是時鐘發生器設計中的關鍵指標,本工作對此進行了較為詳細的分析。相位噪聲和抖動是衡量時鐘信號的兩個主要指標。文中從理論上推導了一階鎖相環的噪聲特性,并建立了由噪聲分析抖動和由抖動分析噪聲的解析表達式關系,并討論了環路低噪聲設計的基本原則。在前面討論和分析的基礎上,利用Hynix0.35umCMOS工藝設計了200MHz電荷泵鎖相環時鐘發生器,并進行了仿真。設計中環形振蕩器的延遲單元采用replica偏置結構,把延遲單元輸出擺幅限定在確定范圍,尾電流源采用cascode結構,增強電路對電源和襯底噪聲的抑制作用。通過增加限流管,改善電荷泵中的開關的非理想特性。
上傳時間: 2013-04-24
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