基于USB技术的毛细管电泳仪的改进

高效毛细管电泳(HPCE)具有进样量少、绝对灵敏度高、分辨率高等特点,在生命科学、医学、化工、药物分析、食品、环境保护等领域得到广泛应用。1987年Ewing首次将电化学检测技术(EC)用于毛细管电泳(CE),克服了光学检测光程短、灵敏度不高的缺点,具有广泛的应用前景[1-2]。本工作     

新一代运载火箭时序仿真系统信号完整性分析

新一代运载火箭时序仿真系统具有数字电路速度快、集成度高的特点,系统要求发出多路高精度时序、时串信号以满足新一代运载火箭地面测试设备的检查与校准需求,因此信号完整性问题在系统设计中不容忽视。针对仿真系统的典型模块(USB 3.0 Super-speed差分线、FPGA外设数据走线、时钟走线)进行建模分析仿真得出PCB硬件电路设计参数,给出时序仿真系统设计信号完整性问题的抑制和解决方法,优化了板级信号质量,改善系统可靠性、工作连续性和输出精度,可有效提高新一代运载火箭测试效率和测试可靠性。     

基于USB3.0 主模式高速接口卡设计

针对现行USB2.0接口已不能满足现代大容量数据高速度传输需求,提出一种基于USB3.0和FPGA的高速传输的解决方案。该方案通过配置可编程接口把EZ-USB FX3设置成master主模式,优化DMA数据传输通道,实现了电脑与接口卡之间数据高速传输。文章详细地介绍如何提高传输速度的方法,经实际传输测试,该接口卡能在传输速率高达350Mbyte/s依然能保持正确无误的高速传输。     

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。     

同步数字体系网管信息提取与插入系统的设计

现有的不同厂家的SDH设备网管信息不能实现互通,为了解决这一问题,提出了一种SDH网管信息提取和插入系统的软硬件设计方案,主要包括网管信息的提取和插入、HDLC数据的封装和拆封、利用主控制器和USB模块进行数据传输,从而实现网管信息的高速上传并在上位机实时显示和保存功能。最后对该系统进行了测试验证,结果表明该系统能分析不同的SDH设备网管信息,为网管信息互通提供了基础信息。     

Granulation of activated sludge in a laboratory upflow sludge blanket reactor

The creation of anoxic granulated biomass has been monitored in a laboratory USB (Upflow Sludge Blanket) reactor with the volume of 3.6 L. The objective of this research was to verify the possibilities of post-denitrification of residual NO₃-N concentrations in treated wastewater (denitrification of 10-20 mg L⁻¹ NO₃-N) and to determine the maximum hydraulic and mass loading of the granulated biomass reactor. G-phase from biodiesel production and methanol were both tested as external organic denitrification substrates. The ratio of the organic substrate COD to NO₃-N was 6. Only methanol was proven as a suitable organic substrate for this kind of reactor. However, the biomass adaptation to the substrate took over a week. The cultivation of anoxic granulated biomass was reached at hydraulic loading of over 0.35 m h⁻¹. The size of granules was smaller when compared with results found and described in literary reports (granules up to 1 mm); however, settling properties were excellent and denitrification was deemed suitable for the USB reactor. Sludge volume indexes of granules ranged from 35-50 mL g⁻¹ and settling rates reached 11 m h⁻¹. Maximum hydraulic and mass loadings in the USB reactor were 0.95 m3 m⁻² h⁻¹ and 6.6 kg m⁻³ d⁻¹. At higher loading levels, a wash-out of the biomass occurred. Presented at the 35th International Conference of the Slovak Society of Chemical Engineering, Tatranské Matliare, 26–30 May 2008.     

基于MEMS技术的多媒体空中鼠标

本文采用MEMS加速度传感技术,触控技术以及无线射频的多功能鼠标的电路设计方案,首先系统通过三轴陀螺仪和三轴加速度计的数据进行实时采集,将采集到的数据传送给STM32微控制器,用于计算鼠标的位移、角度、角速度等参数,并利用无线模块将数据发送到接收端,再通过USB协议发送到电脑端。针对现有空中无线鼠标通信距离、电池供电等问题的限制,本文采用通信距离更长的2.4GHZ无线电波,可循环充电利用的锂电池替代传统电池供电,并且利用USB设备通信,在接收端将大容量存储设备与鼠标设备整合复用,可实现二者之间的任意切换,提高了该鼠标系统适应实际应用环境的能力。     

基于FPGA的ARINC429总线嵌入式接口板的设计与实现

提出了在一块芯片内实现ARINC429总线协议,并将USB、PCI两种接口结合在一块接口板上的新构想;并根据板卡的功能和技术指标要求,设计了基于FPGA的ARINC429总线接口板;在硬件设计上采用模块化方法设计了系统的硬件电路,分析了各部分的功能,并对硬件接口进行了详细的设计;软件设计上从硬件和软件两方面论述了NIOS Ⅱ处理器的设计,从总体设计、发送通道、接收通道、接口逻辑等方面设计与实现了多通道总线协议IP核;最后对板卡的功能进行测试,结果表明设计的接口板能够达到ARINC429数据通信的要求,能够克服专用芯片中的数据格式固定,使用不够灵活方便等缺点。     

宽谱段光纤光谱仪

为满足野外现场矿物分析、遥感地面验证光谱分析等的需要,研制了实现光谱覆盖范围在400～2 500 nm的宽谱段光纤光谱仪,介绍了仪器研制过程中的光学、机械与电子学设计。光学系统采用了光栅分光的水平反射式光路,对于不同的光谱探测谱段,采用了三路线阵探测器在光谱面的3个方向立体交错放置进行探测;用CPLD(complex programmable logic device)实现对三路线阵光电器件时序逻辑信号的发生与驱动;采用14位高速ADC进行数模转换;采用USB2.0实现通讯。仪器体积小、光谱分辨率高、信号质量和测量速度等方面均达到了满意效果,测试结果表明,仪器实现了宽谱测量,光谱数据理想。     

基于USB 2.0的光散射系统上位机软件设计与实现

为了方便用户直观明了地观测光电转换状态,在Microsoft Visual C+ 6.0和MFC等开发环境下设计开发了一个光静态散射上位机软件。上位机软件运用USB 2.0标准的接口芯片与下位机进行通信,可实现设备的打开、关闭以及数据的接收、解析、存储、显示等,还可实时绘制状态参数曲线以监测光电转换状态。详细介绍了该上位机软件的工作原理、结构、功能和特点,实际应用表明该软件具有良好的稳定性、完善的功能性和友好的操作界面等优点,可以满足光静态散射系统的需求。