载人航天器系统测试智能通用化数字接口设计

航天器系统接口种类和数量繁多,以往的测试系统需要针对卫星接口进行专门地面测试设备接口设计,工作量大,通用性差。为提高系统设计效率,本文提出了一种基于PXI总线技术的高性能通用数字接口模块设计方法,在给出模块结构的基础上,详细介绍了该模块的硬件主体及接口设计原理,并给出了软件设计策略及用户接口函数的定义。该模块具备多通道、大数据量同时收发的功能,已成功地应用于多个型号的测试系统。经过应用验证,该模块能够满足测试系统的使用需求。     

基于单片机的电缆导通测试方法 

文章介绍了一种基于单片机的电缆导通测试方法。该方法以小型化、智能化为目标,采用了嵌入式设计,不仅使测试系统的体积大幅度降低,而且使操作界面更加简洁方便;系统采用C8051F120单片机做为核心控制器,以及技术成熟的万用表作为测量模块;通过设计接口电路,实现了单片机与液晶显示模块、微型打印机模块和键盘模块的互通;通过使用移位寄存器和继电器阵列,系统也实现了多个通道间的切换;系统用单片机驱动外部测量模块,完成了某型伺服系统电缆束的导通、不导通的测试;该测试方法改变了一直以来电缆导通测试需要依赖人工手动测试的现状,同时提高了测试的效率和准确性。     

基于矩阵开关的面向信号ATS测试通路选择研究

对ATS软件通用性的提高进行了研究,提出在UUT变得越来越复杂的情况下,要提高ATS软件通用性,合理、高效和可靠的测试通路选择算法必不可少,为解决现有的ATS测试通路选择算法只能实现单次测试通路选择最优而不能实现在一个测试序列中整体最优的缺点,首先研究了矩阵模块的物理模型、信息模型和数学模型,然后给出了复用测试通路选择算法,最后通过一个算例对该算法进行了验证,结果表明该算法可以以更少的继电器通断总数来完成相同的测试,从而不仅可以减少测试用时,还可以延长矩阵模块的使用寿命。     

基于PXI接口多通道信源卡设计

多通道信号源是多路采集系统自检与测试系统的重要组成部分,为提高信号源的通用性,可靠性,可扩展性及小型化,结合PXI总线技术,设计出多通道信源卡;详细介绍了波形再生硬件模块,外部SRAM存储波形模块及满足设计要求边沿时间短的矩形波的软硬件设计,同时使用VHDL语言编写了数据通信协议模块,实现FPGA与计算机之间的正常通信。     

位移传感器仿真器设计

针对目前机载系统地面试验的要求,设计了一种简单、驱动能力强、通用性好的位移传感器仿真电路。运用模拟乘法器AD633完成基准载波信号幅度的调制,简化了硬件电路的复杂度;利用运算放大器的非线性反馈以及三极管的电流放大特性,大大提高了电路的带负载能力;使用基准电压和以及调节接口的设置提高了仿真电路的通用性。在某飞机飞行控制系统地面试验中的应用表明,该位移传感器仿真电路能够实现角位移传感器及线位移传感器信号的仿真,运行稳定、波形良好,有一定的推广意义。     

基于STM32的汽车涂装线监控系统研究与实现

针对现有汽车电泳涂装线监控系统普遍存在信息采集不全面、分析处理时间长、共享程度低等问题,研究开发了基于STM32的涂装线设备状态监控系统。该系统采用高性能的STM32处理器,结合通用性好易开发的VC 6.0平台自主开发系统上位机软件,完成对设备数据的采集、处理分析及在线显示。首先,构建基于数据采集、中央处理、设备控制及通信的下位机硬件系统;然后,通过RS485总线技术实现各采集模块与中央处理模块的通讯,并通过串口及时将设备参数上传到上位机,实现涂装线设备的实时监控。     

红外对射式机床安全保护系统研究

利用对射式红外线收发模块、记忆自锁继电器和语音录放模块,设计了红外对射式机床安全保护系统。当操作者未进入危险区域时,安全保护系统没有反应,一旦有人的身体或其中的一部分进入危险区域遮断红外光束时,系统立即报警,同时控制电路输出控制信号至机床安全执行机构,使机床紧急制动,从而避免机床设备的损坏和人身伤害事故的发生。机床安全保护系统为模块化结构,具有安全、可靠性高、通用性强、电路简单、维修方便、耗电省、成本低、工作稳定、对光容易、抗振动与抗干扰能力强等特点,适合在冲压机械、注塑机,数控机床、剪板机、弯板机、油压机等机床设备上安装使用。     

基于GMS90C32单片机的GPS授时显示系统设计与实现

提出了基于GMS90C32 单片机的GPS 显示系统的设计方法。从硬件实现和软件实现这两个方面给出了基于GMS90C32单片机的GPS授时显示系统设计,在系统的硬件设计部分,首先给出了各个功能模块和相关的技术参数,其次针对各个功能模块详细介绍了其功能的实现和电路的连接;在系统软件设计部分,首先给出了系统软件设计主程序, 然后重点分析了GPS模块信息及串口程序以及12864液晶屏驱动程序。最后系统测试表明,系统不仅能够显示GPS模块的授时信息,而且可以向外界发送授时信息。使用无线模块并制定相应通信协议,使得其他设备可以通过无线模块接收本系统中获取的GPS授时信息。这样无需在设备中集成体积庞大的GPS模块,从而减少设备体积和生产成本。     

基于FPGA和CAN控制器软核的CAN总线发送系统的设计与实现

基于FPGA嵌入式片上可编程技术,采用现有的CAN总线控制器软核模块,设计了软核控制程序,将由CAN控制器软核及其控制程序组成的CAN发送软件嵌入在FPGA内部,开发了CAN总线通信系统,实现了对CAN总线数字量的发送。经过软件仿真验证、静态时序分析和硬件系统测试,仿真和测试结果表明,该系统设计合理,方案可行,时序正确,功能、性能满足要求。系统将硬件软件化,有效的减少了外围芯片的数量,降低了系统的体积和功耗,提高了产品的集成度、通用性和可靠性,具有良好的实用价值和推广前景。     

Automatic test system for progressive gain of dynode photomultiplier tube北大核心CSCD

逐级增益是评价打拿极光电倍增管（photomultiplier tube, PMT）性能的重要参数之一,目前国内仅有一台逐级增益测试系统,依靠人工操作,测试效率不高。为提高逐级增益测试效率,设计了一套打拿极PMT逐级增益自动测试系统。该系统使用由可控光阑、电动挡板等组成的自动光源实现光源输出强度连续可调,并通过控制高压模块、分压器模块和继电器模块实现逐级电压的通断。利用精度为0.01 nA的电流计模块完成信号的采集、处理和传输,实现对逐级增益的自动测量。实验证明,该系统可有效测量打拿极PMT的逐级增益特性,测试重复性在2%以内,满足测试需求。     

配电房轨道式自动巡检机器人控制系统设计与实现

针对配电房等室内电力系统供电设备自动巡检的需求,提出了以微控制器MSP430F5438为核心的自动巡检机器人控制系统总体设计方案。采用模块化方法完成了控制系统硬件电路设计,主要包括：主控模块、电源模块、运动控制模块、通信模块和数据采集模块。介绍了控制系统软件的总体流程,完成了控制系统嵌入式软件及其上位机监控软件的设计。实验结果表明,所设计的控制系统应用于巡检机器人可以实现对配电房供电设备的自动巡检,从而验证了控制系统的有效性与合理性,具有显著的推广应用价值。     

基于ARM-Core4x 嵌入式软件平台的实现方法

针对基于ARM-Core4x微处理器的管脚功能可配置的特点,降低应用业务模块对硬件驱动层关注度及业务代码与驱动代码耦合性,提出了一种基于ARM-Core4x微处理器的嵌入式软件开发平台设计方法,该平台可提供了基于POSIX标准的硬件操作接口和操作系统及网络协议基本应用的接口,并通过子模块间逻辑调用机制的合理设计,实现了平台核心模块和应用模块独立编译且运行期间相互调用功能模块,实现开发平台的整体功能;通过对该平台软件的应用模块二次开发,减少用户应用开发对ARM微处理器硬件的关注度,使用户开发重点聚焦在应用及业务的实现上;实践证明,该软件平台可方便应用在低压继电保护装置以及智能化设备产品的开发,提高了用户应用开发效率和降低开发难度。     

Circuit module for selective magnetic field scanning in magnetic resonance spectrometers

An inexpensive electronic circuit module has been designed and constructed to replace the “field scan potentiometers” of magnet power supplies used in old EPR spectrometers. Linearly varying AC and DC error voltages are generated by this circuit module. Apart from the obvious advantages gained by changing the mechanically controlled scanning to digitally controlled electronic scanning, this circuit also has the ability to scan selected field regions, with facility to go from one selected field region to another field region rapidly and automatically, (similar to the “tab” facility in a typewriter) thereby saving the time spent in the collection of useful data. In our design the bouncing problem associated with “key” operations has been elimitated by the use of appropriate software control. We have evaluated the performance of this circuit module by using it with a Varian Fieldial power supply.     

阳极界面修饰对钙钛矿太阳能电池性能的影响

采用在聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶Poly(styrenesulfonate),PEDOT∶PSS)阳极界面层上直接旋涂二甲基亚砜(Dimethyl Sulfoxide,DMSO)的方法,对PEDOT∶PSS薄膜进行修饰,以提高所制得的钙钛矿太阳能电池器件性能.在5000rpm转速条件下旋涂DMSO后,器件的能量转换效率达到11.43%,与PEDOT∶PSS阳极界面层未做任何修饰的器件相比,效率提高了29.15%.测试表征了修饰前后PEDOT∶PSS薄膜的透光性、表面形貌、电导率、器件的外量子效率曲线以及器件在光照和暗态下的J-V特性曲线,分析了器件性能提高的原因.结果表明:经过修饰的PEDOT∶PSS薄膜导电性显著增强,从而更加有利于器件阳极对空穴的抽取和收集;较未修饰时,器件的短路电流密度得到了大幅度提升,进而使得器件获得更高的能量转换效率.     

Simulation of InGaN/GaN light-emitting diodes with patterned sapphire substrate

Blue InGaN/GaN multiple quantum well (MQW) light-emitting diodes (LEDs) with patterned sapphire substrate (PSS) are simulated by the APSYS software. Approach of combining finite-difference time-domain (FDTD) method and raytracing technique is applied to perform light extraction. The simulation results show that PSS dramatically increases extraction efficiency of light power, in agreement with experiment. It is found that extraction efficiency can be maximized by changing the shape of PSS. This work presents a new approach to combine electrical simulation with FDTD and raytracing in 3D TCAD simulation of GaN-LED.     

Enhanced thermoelectric properties of PEDOT/PSS/Te composite films treated with H<Subscript>2</Subscript>SO<Subscript>4</Subscript>

Firstly, tellurium (Te) nanorods with a high Seebeck coefficient have been integrated into a conducting polymer PEDOT/PSS to form PEDOT/PSS/Te composite films. The Seebeck coefficient of the PEDOT/PSS/Te (90 wt.%) composite films is ~191 μV/K, which is about 13 times greater than that of pristine PEDOT/PSS. Then, H₂SO₄ treatment has been used to further tune the thermoelectric properties of the composite films by adjusting the doping level and increasing the carrier concentration. After the acid treatment, the electrical conductivity of the composite films has increased from 0.22 to 1613 S/cm due to the removal of insulating PSS and the structural rearrangement of PEDOT. An optimized power factor of 42.1 μW/mK² has been obtained at room temperature for a PEDOT/PSS/Te (80 wt.%) sample, which is about ten times larger than that of the untreated PEDOT/PSS/Te composite film.     

A Novel Modularized Twin-Ring Wavelength-Division Multiplexer Access Network with Fiber-Fault Protection and Wavelength Tetra-Reuse

Abstract

A novel modularized twin-ring wavelength division multiplexer access network is proposed in this paper. By originally designing the switch module and the exchange module, the central office and the remote nodes are formed respectively. This gives the network both modularity and scalability. By using twin-ring topology, the architecture of network is constructed. It makes the network not only have high reliability, but also support wavelength tetra-reuse. By simulation, the mentioned functions are demonstrated. The simulating results show the network has good performance.     

基于FPGA的脉冲电源及其控制系统设计

针对等离子体特定领域的应用需求,研制了一种基于上位机监控且具有手动/自动控制功能的脉冲电源。详细介绍了脉冲电源主电路、检测电路、驱动电路、数字脉宽调制(DPWM)产生模块以及脉冲变压器的设计方法。该电源采用现场可编程门阵列(FPGA)作为主控芯片,产生DPWM信号及继电器控制信号,经驱动电路放大后驱动逆变全桥及继电器。设计了过温和短路保护电路,通过DS18B20温度传感器和QBC10PS5霍尔电流传感器对电源模块的工作温度和电流进行实时采样。实际应用测试表明,该电源满足设计指标要求。     

用于SCA ASIC测试的数字读出模块设计

高速开关电容阵列(SCA)具有高速采样、低功耗的特点,基于SCA的高速波形数字化是目前高精度时间测量的一个重要研究方向。为此,我们开展SCA芯片的研究,目前已设计完成原型ASIC设计,并正在进行后续版本的改进设计。为便于未来多版本ASIC的测试和评估,需设计具有一定通用性的数字读出模块,本论文工作主要介绍此模块的设计工作以及相应的数据读出软件。数字读出模块基于FPGA实现对待测ASIC的控制、配置及数据读出,采用DDR3片外存储芯片,使用USB3.0等接口进行数据传输;上位机软件基于Python3.7设计,实现了数据采集与波形绘制等功能。目前已使用设计完成的数字读出模块对第2版SCA ASIC进行了初步的测试,测试结果表明,此读出模块工作正常,且SCA芯片输出结果符合预期。