一种新型任意信号发生器的设计与实现

为了适应电子技术的发展,需要产生结构复杂,具有特殊功能的任意波形,本文在传统的函数信号发生器的基础上,提出了一种基于DDS技术,通过主控芯片DSP和数模转换芯片相结合,使用七阶椭圆低通滤波器作为信号调理电路的总体硬件电路设计,软件上采用函数式生成函数波形数据和上位机采样生成任意波形数据,能够产生至少30KHz的标准函数波形以及最高频率1KHz的复杂任意波形。通过测试,该方案具有可行性,易于实现,适合在科研和生产中使用。     

基于FPGA的DDS信号发生器设计

在FPGA芯片实现的DDS信号发生器已有一定的应用范围,为获得较宽的频率输出范围,一般需要存储相当数量的波形离散值,占用大量的芯片逻辑资源。这篇文章研究在存储较少量的波形离散值的情况下,通过对系统时钟进行分频,减小输出频率最小值,同时提高在低频处的频率分辨率,通过设定频率控制字为存储离散值个数的约数,保证输出波形重构良好、频率失真度低,节约芯片资源。本设计方案可输出多种波形,其中方波占空比亦可调节,将幅度调节设计在模拟运放电路中,可对幅度进行连续调节。整体设计软件化、模块化,易于调整和扩展。经验证,本设计方案可行,达到预期效果,有一定的工程指导意义和实用价值。     

基于ICL8038函数信号发生器的设计

本设计是以ICL8038和AT89C2051为核心设计的数控及扫频函数信号发生器。ICL8038作为函数信号源结合外围电路产生占空比和幅度可调的正弦波、方波、三角波;该函数信号发生器的频率可调范围为1KHz-100KHz,步进为0．1KHz,波形稳定,元明显失真。     

基于外触发和软件控制的多摄像机同步采集处理系统

从硬件和软件两方面对摄像机同步的原理和方法进行了研究,设计并实现了基于外触发和软件控制的多摄像机同步采集和处理系统.提出了通过编程控制将一种通用的数字输出模块作为同步触发信号发生器,并利用Visual C++平台开发了控制程序,能够通过触发信号的周期和波形来调整图像采集频率和摄像机触发电平.设计了软件同步策略,保证多台摄像机之间的图像同步曝光之后能够同步处理.经过验证,所设计的同步采集系统同步精度较高,同步误差小于10 μs,具有设备简单、使用方便、成本低等优点,并且能够消除丢帧、错帧等现象,提供了一种通用的多摄像机同步解决方案.     

智能化测试信号源的设计与实现

介绍一种基于AT89C51单片机构成的智能测试信号源,可产生方波、正弦波、三角波、锯 齿波等波形,波形选择及频率、幅度、周期可通过程序改变。本系统主要针对学生学习智 能化测试仪器进行设计,旨在帮助学生掌握智能仪器特点,因而具有模块化结构、智能化 接口和智能控制等特点。     

磁共振成像谱仪梯度波形分析

梯度是磁共振成像（MRI）的关键环节.通过采集谱仪梯度波形信号并进行分析,提取出各通道波形的特征点,从而有助于快速准确地判断谱仪梯度硬件电路或脉冲序列编写是否存在问题.采用虚拟仪器LabVIEW软件控制高速采集卡DAQ-2005设计实现多路采集系统,对谱仪的梯度输出进行采集.通过对波形数据进行直方图统计、滤波、差分计算等分析,提取出波形的特征点,这些特征点包含时间与幅度信息.使用实验室自主研发的谱仪进行了多次实验,对该方法进行验证,证明了该方法的有效性,也为谱仪研制和脉冲序列开发提供了一种辅助测试方法.     

基于双平行马赫-曾德尔调制器和平衡光电探测器的四倍频可调对称三角形函数波形信号发生器

提出并研究了一种基于双平行马赫-曾德尔调制和平衡光探测的四倍频可调对称三角形函数波形信号发生器.将调制非线性和多参量调控应用到可调对称三角形波形信号的产生中,可实现四倍频信号输出.通过调整调制系数β和时延量τ,可实现光电流表达式向目标函数波形微波信号傅里叶展开式前三项的近似表征,最后得到四倍于射频调制频率的周期性三角形波形信号.结合仿真研究,实现了5 GHz射频调制频率下,20 GHz 三角形波形信号的输出,通过引入拟合误差对所获得的时域波形进行误差估计,所提出的发生器可实现对称系数20％到80％之间的波形输出,且可保证拟合误差小于8％.     

示波器实验的教学改革

示波器的原理和使用是大学物理实验教学的一个基础实验项目.传统的教学仅限于向学生介绍示波器显示波形的原理,测量信号电压、频率和周期等参数,以及采用利萨如图形测量待测信号频率等内容.随着科技的进步,传统的模拟示波器已经逐步被数字示波器所替代,一些高校实验项目也做了相应的调整.本课题探讨数字示波器的实验拓展,即结合压电传感器采集人体不同部位的脉搏信号,并通过对采集多组信号的数据分析,讨论脉搏信号特征与人体部位、性别以及时间段的关联性.     

基于直接数字频率合成技术任意波形声纳信号源的设计

基于直接数字频率合成技术的声纳信号源,重点解决了调频波的相位连续性和波形光滑度的难题。该信号源在硬件电路不改变的情况下,只通过更改软件就可以产生任意的波形。由于直接数字频率合成芯片的高度集成化和简单的外围电路,设计出的信号源是小型化的,可直接应用于声纳浮标的发射源。此外这种技术的高可靠性,又在很大程度上保证了浮标的成活率,具有良好的应用前景。     

基于CPLD的正弦波/方波互换电路及实验

针对信号发生芯片组成的信号发生器波形单一,幅值、频率等参量不便调节,且信号峰峰值不能满足磁通门的激励信号对峰峰值的要求的缺点,采用数字芯片CPLD为核心元件构建大信号幅值的正弦波和方波互换电路,以产生幅值、频率等参量可调的正弦波或方波信号.设计了基于CPLD的正弦波和方波转换电路,进行了CPLD相关功能模块的程序设计与实验测试,实验结果验证了转换电路的功能.     

紧凑型重复频率快前沿Marx发生器研究北大核心CSCD

设计一种紧凑型重复频率快前沿Marx发生器,采用3.3nF陶瓷电容器作为储能电容,螺旋形空芯电感作为充电电感,通过各级气体火花开关迅速放电在负载上建立了陡化前沿的输出电压波形。将电容器、气体开关、充电及隔离电感设计为同轴一体化结构,整个Marx发生器放置在一个密封的金属圆筒内,通过充氮气或者六氟化硫气体来绝缘。在考虑开关电极分散电容、回路电感等因素基础上,利用自击穿火花开关模型建立了等效放电电路模型,并利用PSpice电路模拟软件进行了数值模拟。在理论分析的基础上,通过优化电路结构,完成了12级Marx发生器的设计与研制。在50Ω电阻负载上获得了电压150kV、脉宽30ns、上升时间10ns的脉冲波形,Marx发生器可60Hz重复频率运行,与模拟结果基本一致。     

高频超声激励源

对于频率高于50MHz的超声换能器,如何得到有较高幅度、近似于理想δ脉冲的激励信号是比较重要的。在高频换能器允许的条件下,适当提高激励信号的幅度和采用较陡的脉冲前沿,对于提高换能器的灵敏度及分辨率大有益处。一般驱动换能器多使用高频脉冲信号发生器,存在幅度低(<100V)、带容性负     

基于PCI总线的全功能数字化频率源

介绍了一种适用于核磁共振谱仪的全功能数字化频率源,它能够直接输出0~135 MHz的信号,且信号的频率、相位和幅度可以快速切换. 该频率源设计成基于计算机PCI总线的板卡结构,可以直接插入PC机的PCI插槽内. 在板上包含了128 k用于预先存储波形数据的静态内存,外部设备提供触发信号即可输出所需的射频波形. 该频率源具有结构简单,性能良好,成本低廉等特点,特别适用于较低设计成本的核磁共振谱仪.     

1MV小型重复频率Marx发生器研制

设计了MV级小型重复频率Marx发生器,简化了发生器充放电回路,减小了能量损失;分析了隔离电感变化时对发生器输出脉冲电压波形的影响,减小了隔离电感体积,提高了隔离有效性;优化了开关腔体结构,实现了间距连续可调,且受外围结构的变化或振动影响,13个开关间隙置于同一垂线上,火花放电时产生的紫外线或射线相互照射,加速了开关导通,减小了Marx发生器输出电压抖动。塑壳电容降压使用,提高了发生器的可靠性;通过Pspice模拟和三维静电场分析,实现了发生器小型化,整个Marx发生器放置在一个密封纯净SF6气体的金属圆筒内,体积小于0.25m3。优化设计和实验研究,发生器在高阻负载上输出峰值1.02MV、前沿约30ns的高压脉冲,发生器储能290J,电压幅度抖动约10%,前沿抖动小于10ns,可实现重复频率20Hz稳定运行。     

基于DSP的函数发生器设计

介绍了一种基于DSP的函数发生器实现方案,主要采用了TMS320VC5409的DSP芯片、数摸转换器TLV5619和单片机AT89S52芯片。采用C语言和汇编语言混合编程的方法实现五种波形的输出,通过记录数据评估函数发生器的实现效果,给出了输出频率和幅度的范围。     

信号组合对周期性射流冲击换热的影响

利用信号发生器控制质量流量控制仪来产生波形和频率可调的周期性变化的非稳态射流,实验研究了由标准矩形、正弦、锯齿和跳变脉冲信号组合产生的周期性波形的冲击换热性能,频率范围1.25 Hz~20 Hz。研究表明,信号组合后的非稳态射流对平板换热的平均换热系数有一定影响,射流冲击换热的无量纲平均Nu数在滞止点及其周围的改变主要取决于信号的变化规律和变化的频率;跳变信号的加入可以在一定程度上增加被冲击平板的平均Nu数;组合的正弦矩形和锯齿矩形非稳态射流在频率增加到10 Hz之后可以获得比稳态射流增强的换热效果。     

多摄像机同步采集系统的设计与实现

为了实现多摄像机之间同步曝光积分。对摄像机同步的原理和方法进行了研究。结合动态目标多目摄像测量方法设计并实现了同步采集系统,提出了通过编程控制将一种通用的数字输出模块USB-4711A作为同步触发信号发生器,该设备具有USB接口,支持即插即用。利用Visual C＋＋平台开发了控制程序,能够根据图像采集频率和摄像机触发电平调节同步触发信号的周期和波形。经过验证．所设计的同步采集系统同步精度较高,同步误差小于10μs,并且具有设备简单、使用方便、成本低等优点,提供了一种通用的多摄像机同步解决方案。     

基于虚拟仪器测量动态弹性模量

建立了基于计算机声卡硬件以及LabVIEW和Python软件环境的动态法弹性模量测量装置.使用LabVIEW平台上的虚拟信号发生器和操作系统的Recorder音频采集程序替代传统动态法中使用的信号发生器和示波器,并使用Python程序进行音频分析得到试样材料的共振频率,进而计算得到其弹性模量.     

基于LabVIEW伏安型电子舌系统激励信号源的设计与实现

伏安型电子舌系统最大优点是测量方法的多样性,它主要靠激励信号的多样性来实现;但是伏安型电子舌系统所需的大部分激励信号在电化学工作站中无法实现;文章利用虚拟仪器技术,采用数据采集卡USB-6008结合LabVIEW软件,针对伏安型电子舌系统的需求,设计一种多功能的激励信号发生器,主要实现了电压范围0~0.5 V,步进电压0.1 V,频率分别为1 Hz、10 Hz和100 Hz的复频调幅脉冲;电压范围0~0.8 V, 步进为0.1 V的大幅脉冲、小幅脉冲、阶梯波脉冲和电压范围为0~1.2 V的三角波;详细论述了不同波形产生和实现过程;测试结果显示:该激励信号发生器产生的波形稳定,方式灵活,适应于便携式伏安型电子舌测试系统。     

动物声呐信号在鱼雷中的应用

通过对动物声呐信号的信息特征分析,指出它是一种特殊包络的双曲调频信号,这种信号不但具有宽带多普勒不变性,而且具有距离延伸不变性,对于亮点检测和识别,还具有最小的时频耦合和模糊。结合近代鱼雷对高速目标的搜索、识别和制导等具体要求,选择适当的波形参数,仿真设计了相应的动物声呐信号,并用自行设计的软件分析和图示其波形的窄带和宽带模糊度、时频分布等特性．