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1.
高端飞行器的可靠性往往受限于其发动机内部盘、板等构的结构强度和使用寿命,因此对这类部件的无损检测在制造业上具有巨大需求。超声检测作为一种应用广泛、高效、环保的检测方法,常常被应用于这类构件的检测中。但是,大厚度盘、板类构件内的微小缺陷反射能力弱,常规超声脉冲反射法无法进行有效检测。为实现大厚度盘、板类构件内部微小缺陷的识别和定位,采用共线异侧纵波混频法,通过和差频信号特征识别微小缺陷;研究缺陷埋深变化对混频效果的影响,通过测量和差频信号幅值变化,实现微小缺陷的深度定位。结果表明:该方法可有效识别7075铝合金中埋深80mm的φ0.2mm横孔微缺陷,且可实现微小缺陷的深度定位。  相似文献   
2.
Direct RF sampling receiver – a fully digital receiver architecture – undoubtedly becomes a favored choice for HF/VHF as this approach inherently bypasses the legacy nonlinearities caused by analog components. In DRF-RF and wideband multichannel in general, LNA is still an indispensable component to ensure the receiver’s sensitivity. However, with the presence of multiple channels, the total RF power often surpasses the linear threshold that LNA and the amplified signal become severely distorted. This paper proposed a method for mitigating the LNA distortion using the look-up table (LUT) approach. Specifically, our receiver is designed with two modes of operation. In training mode, a built-in signal circuit generates a training signal for extracting the LNA characteristic and eventually reconstructs the inverse LNA nonlinear model in the form of a LUT memory. During the receiving mode, a linearization circuit reverses the distortion impact by matching the RF power level with the inverse nonlinear model pre-stored in the LUT. The effectiveness of the proposed distortion compensation method first is evaluated by a MATLAB simulation with a multi-channel DRF-RF model. The simulation results show that the proposed approach significantly improved the SNDR for the channel of interest. Furthermore, the model has been practically verified, where the actual distorted signals are sampled from a commercial LNA (ZFL-500LN+) by a customized FPGA board. Results from measurements show an improvement of 7 dB for SNDR and 27% for EVM in a strong distortion scenario of QPSK modulation signal.  相似文献   
3.
Indirect learning architecture (ILA) for digital pre-distortion (DPD) is commonly used to linearize power amplifiers (PA). To the author’s best knowledge, most of the DPD results in the literature obtain the matrix form of the least-square solution in order to get the DPD coefficients numerically. There exists no explicit closed-form for these coefficients that can be used as plug-and-play in simulations, or used for further closed-form analysis of important measures such as signal-to-noise ratio (SNR) and mean square error (MSE), bit-error rate (BER), …etc. In this paper, we analyze the ILA-DPD system for general memory-polynomial PA models. We provide a closed-form solution for the DPD coefficients. We first present the analytical methodology for deriving the mathematical expressions for each DPD coefficient and then introduce an open-access code that generates the DPD coefficients in symbolic form that is used to mathematically model the DPD. We consider case studies for PA and show that the analytical DPD solution matches the Monte Carlo simulations. Moreover, we also provide a closed-form solution for the iterative adaptive ILA-DPD. Our analysis shows that in the case of a large training block length the non-iterative DPD achieves approximately the same performance as an iterative DPD with a shorter training block length. System impairments are also considered, e.g. the thermal noise and the quantization noise in analog–digital conversion (ADC). We derive the normalized mean square error (NMSE) for the transmit chain in the presence of these impairments. The NMSE expression is verified through numerical simulations.  相似文献   
4.
水体中汞的存在形态有单质汞、无机汞和有机汞三种。其中,甲基汞是主要的有机汞形态,毒性远高于单质汞和无机汞。测量水体中的甲基汞的方法有很多,冷原子荧光光谱法是测量水体中甲基汞的推荐方法。冷原子荧光光谱法是原子发射光谱法和原子吸收光谱法综合发展而来的元素分析方法。经过多年的发展与完善,是元素分析最常用的分析技术之一,具有灵敏度高、检出限低等特点,被广泛应用于环境科学、生命科学、地质等领域。由于检测仪器的背景噪声和色谱柱分离效果的影响,冷原子荧光光谱出现基线漂移和信号拖尾等干扰因素,严重影响冷原子荧光光谱数据的峰面积计算和痕量甲基汞的定量分析。其中,基线漂移是最主要干扰因素。目前,改进模拟器件参数和数字基线估计是解决基线漂移的的两种重要手段。在改进模拟器件参数方面,有激发光源使用空心阴极汞灯、闭环控制的热阴极低压汞灯等,但存在实验设备复杂、成本高昂等缺陷;在数字基线估计方面,有最小二乘法、差值拟合法等,但存在基线估计不稳,含量计算不准等缺点。基于此,提出了一种基于小波变换的数字基线估计方法。首先,分析甲基汞的冷原子荧光光谱微观信号和基线漂移现象,建立冷原子荧光光谱信号和基线漂移数理模型;其次,根据冷原子荧光光谱信号模型的特点,以小波变换为研究基础,研究合适的母小波模型,将母小波模型与基线漂移模型进行卷积,卷积结果恒为零,理论上证明了基线漂移现象经过小波变换后会被消除;再次,以100 pg标样甲基汞为例,实验验证了小波变换能够有效地消除基线漂移的干扰和信号拖尾的影响;最后,在仪器相对标准差(RSD)为1.29%~3.40%的条件下,对0,10,20,50,100,500以及1 000 pg的标样甲基汞溶液进行5次重复实验,分别建立小波变换前后峰面积平均值校准曲线,校准曲线的相关系数(R2)由小波变换前的0.994提高到小波变换后的0.997。实验结果表明,该方法能够有效地消除测量仪器基线漂移和信号拖尾的影响,提升了系统测量准确性。  相似文献   
5.
Kai-Feng Yin 《中国物理 B》2022,31(11):110703-110703
Zero-field single-beam atomic magnetometers with transverse parametric modulation for ultra-weak magnetic field detection have attracted widespread attention recently. In this study, we present a comprehensive response model and propose a modification method of conventional first harmonic response by introducing the second harmonic correction. The proposed modification method gives improvement in dynamic range and reduction of linearity error. Additionally, our modification method shows suppression of response instability caused by optical intensity and frequency fluctuations. An atomic magnetometer with single-beam configuration is built to compare the performance between our proposed method and the conventional method. The results indicate that our method's magnetic field response signal achieves a 5-fold expansion of dynamic range from 2 nT to 10 nT, with the linearity error decreased from 5% to 1%. Under the fluctuations of 5% for optical intensity and ±15 GHz detuning of frequency, the proposed modification method maintains intensity-related instability less than 1% and frequency-related instability less than 8% while the conventional method suffers 15% and 38%, respectively. Our method is promising for future high-sensitive and long-term stable optically pumped atomic sensors.  相似文献   
6.
针对甲烷在大气中背景气体成分复杂、检测难度大、稳定性差等问题,本文基于可调谐二极管激光吸收光谱技术和波长调制光谱技术,将积分梳状滤波器与有限脉冲响应滤波器相结合应用于数字正交锁相放大器,开展大气中甲烷气体的痕量检测实验研究。实验表明,与传统的数字正交锁相放大器相比较,改进的数字正交锁相放大器提取的二次谐波信号的信噪比从38.61 dB提高到44.95 dB;将非线性迭代最小二乘法-极限学习机算法模型应用于甲烷气体浓度反演,与经典的最小二乘法相比较,其均方根误差减小了0.907;通过16组浓度步进实验测试,该系统的实际检测下限为1 ppm;在压力为600 mbar,温度为25℃,甲烷浓度为50 ppm进行3 h的长期稳定性测试,检测的甲烷浓度变化范围为49.6~50.3 ppm,其标准差为0.0921 ppm。当积分时间达到56 s时,该系统的理论检测极限为25.6 ppb。积分梳状滤波器和非线性迭代最小二乘法-极限学习机算法模型在红外气体检测方面具有较高的优越性和实用前景。  相似文献   
7.
近年来,机器学习等人工智能技术被应用于蛋白质工程,其在蛋白质结构、功能预测、催化活性等研究中具有独特优势。在未知蛋白质结构的情况下,将蛋白质序列和功能特性与机器学习相结合,基于序列-活性关系(innovative sequence-activity relationship,ISAR)算法,将蛋白质氨基酸序列数字化,用快速傅里叶变换(fast four transform,FFT)进行预处理,再进行偏最小二乘回归建模,可在数据集较少情况下拟合得到最佳模型。通过机器学习对紫色球杆菌视紫红质(gloeobacter violaceus rhodopsin,GR)的突变体蛋白质氨基酸序列与光谱最大吸收波长进行建模,获得了最佳模型。用最佳索引LEVM760106建模得到的确定系数R2 为0.944,均方误差E为11.64。用小波变换进行的预处理,其R2 虽也约为0.944,但E大于11.64,不及FFT进行的预处理。方法较好地解决了蛋白质序列与功能特性之间的数学建模问题,在蛋白质工程中可为预测更优的突变体提供支持。  相似文献   
8.
定量磁共振成像(MRI)可量化组织特性,是科学研究和临床研究的重要工具.旋转坐标系下的自旋-晶格弛豫时间(T1ρ)能反映水与大分子之间的低频交互作用,在3 T及以上的高场环境下,T1ρ受水和不稳定质子之间化学交换的影响较大,通过测量弛豫率随自旋锁定场强度的变化而得到其分布情况(T1ρ散布),可用于分析和量化质子的交换过程,因此T1ρ散布是一种重要的定量MRI技术.然而,获得不同自旋锁定场强下T1ρ加权图像的时间过长,限制了其应用范围.针对这一问题,本研究提出一种基于多弛豫信号补偿策略的快速T1ρ散布成像方法.该方法将不同锁定频率下的T1ρ加权图像补偿到同一信号强度水平,并结合低秩与稀疏建立重建模型.实验结果表明,该方法在加速倍数高达7倍时仍获得了较好的重建结果.  相似文献   
9.
Peak-sharpening is an effective method for the peak position detection of overlapped spectra. However, the weighing factor parameter strongly affects the sharpening performance, and the derivative adopted in the peak-sharpening method is sensitive to noise. In this paper, an adaptive peak-sharpening method based on weighting factor selection is proposed. The relationship between the sharpening ratio and weighting factor is studied. In addition, the Savitzky–Golay filter is adopted due to its excellent noise reduction and peak shape retention abilities. First, the smoothed signal and second-order derivative signal are obtained by the Savitzky–Golay filter. Then, the parameters of the overlapped peaks are estimated for the weighting factor selection. Next, the peak position is detected by the peak-sharpening method. After that step, the estimated parameters are updated, and the above steps are iterated until the detection of the peak position converges. Finally, the converged results are considered to be the final detection results. The experimental results using a simulated dataset, a virtual mass spectra dataset and a polarography dataset show that the proposed method is effective for peak position detection.  相似文献   
10.
本文以核磁共振(NMR)射频线圈振铃信号产生原理为对象进行分析研究,提出了一种适用于低场环境下由环状间隙腔线圈与螺线管线圈构成的收发分离式短死时间射频线圈设计方案,采用优化调谐匹配网络提高发射效率;根据射频线圈方案需求设计了快速切换的射频开关及驱动.在此基础上依据仿真结果制作了短死时间射频线圈,并应用于自主研制的低场9.51 MHz便携式NMR谱仪系统,进行NMR实验,结果显示可将收发切换时间缩短至10 μs以内,验证了该设计方案的可行性.  相似文献   
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