检索结果-内蒙古大学图书馆

电子器件 2023年第2期46卷 303-308页

作者：李正阳鲜帅赵涓宏高欣穆继亮中北大学仪器与电子学院山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

射频电路优化设计是保证射频通信系统高可靠、低功耗、远距离数据传输的重要手段。针对商用CC1101射频电路传输距离短和丢包率高的问题,通过高频电磁仿真软件ADS(Advanced Design System)对CC1101射频电路中阻抗变换器、滤波器和射频全... 详细信息

射频电路优化设计是保证射频通信系统高可靠、低功耗、远距离数据传输的重要手段。针对商用CC1101射频电路传输距离短和丢包率高的问题,通过高频电磁仿真软件ADS(Advanced Design System)对CC1101射频电路中阻抗变换器、滤波器和射频全链路进行仿真优化,根据仿真结果调整元器件,并测试了改版CC1101射频电路的传输距离和数据包接收率。结果表明,优化后射频电路阻抗(115+j42Ω)更接近目标差分阻抗(116+j41Ω),回波损耗提高11 d B,插入损耗减少0.6 d B,稳定传输距离提升30 m,在传输距离为60 m时数据接收率提高33.6%。

关键词： CC1101 阻抗匹配滤波器射频全链路

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MEMS矢量水听器敏感结构的后CMOS释放工艺研究

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传感器与微系统 2024年第4期43卷 33-36页

作者：谭皓宇刘国昌张文栋张国军杨玉华王任鑫中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

纤毛式微机电系统(MEMS)矢量水听器可探测水下质点振速等矢量信息,与互补金属氧化物半导体(CMOS)集成能够很大程度地提升其性能。针对纤毛式MEMS矢量水听器的CMOS集成提出了一种方案,该方案在MEMS后处理工艺中,利用侧墙保护和各向异性... 详细信息

纤毛式微机电系统(MEMS)矢量水听器可探测水下质点振速等矢量信息,与互补金属氧化物半导体(CMOS)集成能够很大程度地提升其性能。针对纤毛式MEMS矢量水听器的CMOS集成提出了一种方案,该方案在MEMS后处理工艺中,利用侧墙保护和各向异性湿法腐蚀从正面释放水听器的十字梁敏感结构。整个后处理过程不需要光刻,降低加工难度的同时,保证了加工结构的精确性。设计出了一种验证性的工艺流程,具体分析了4种不同结构的湿法腐蚀过程。最终完成了这4种结构的工艺流片,对实验结果进行了分析。实验验证了该方案的可行性,为纤毛式MEMS矢量水听器的CMOS集成奠定了基础。

关键词：矢量水听器互补金属氧化物半导体集成各向异性湿法腐蚀侧墙保护结构释放

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基于张量不变量及避免椭圆误差的定位方法研究

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电光与控制 2023年第3期30卷 54-57,69页

作者：荆志伟裴东兴郭德月中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030000 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030000

针对目前广泛使用的基于磁梯度张量不变量的磁性目标定位方法未考虑椭圆系数的变化而导致定位精度降低这一问题,提出一种新的单位距离矢量求解方法和距离矢量模求解方法。通过分析磁性目标与测量系统之间的位置关系,构建新的单位距离矢... 详细信息

针对目前广泛使用的基于磁梯度张量不变量的磁性目标定位方法未考虑椭圆系数的变化而导致定位精度降低这一问题,提出一种新的单位距离矢量求解方法和距离矢量模求解方法。通过分析磁性目标与测量系统之间的位置关系,构建新的单位距离矢量,并通过麦克劳林公式和磁梯度张量不变量分别构建新的存在一阶误差与二阶误差的距离矢量模,避免未考虑椭圆系数变化而导致定位精度降低。仿真试验验证了所提方法较以前方法定位精度有明显提升,存在一阶误差与二阶误差的距离矢量模对定位精度的影响基本相同。该方法对进行探潜和未爆炸物的检测等方面具有较高的研究和应用价值。

关键词：磁性目标目标定位椭圆误差麦克劳林公式张量不变量定位

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可调谐探针起振系统设计

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国外电子测量技术 2023年第4期42卷 80-85页

作者：温阳陈纵横冯婕舒鹏丽马宗敏中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051

为了兼顾非接触式原子力显微镜(noncontact atomic force microscope,NC-AFM)更高谐振频率探针的使用需求,并通过提高控制器精度进而提高NC-AFM分辨率,提出了一种基于探针-样品间原子作用力变化的全数字可调谐NC-AFM高分辨率探针起振系... 详细信息

为了兼顾非接触式原子力显微镜(noncontact atomic force microscope,NC-AFM)更高谐振频率探针的使用需求,并通过提高控制器精度进而提高NC-AFM分辨率,提出了一种基于探针-样品间原子作用力变化的全数字可调谐NC-AFM高分辨率探针起振系统。在Simulink环境下对探针起振系统的控制部分进行了设计,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了鉴相,滤波,锁频等功能;采用压电陶瓷片驱动探针振动,设计了操作便捷的探针座。将不同频率正弦信号提供给设计的起振系统进行功能性验证,实验结果表明,系统可以在20 kHz~50 MHz频率范围内跟踪探针谐振频率;最后使用起振系统成功使商用探针在谐振频率处振动,准确测出了探针的谐振频率及振动幅值,系统频率分辨率达到了0.1 Hz。

关键词：非接触式原子力显微镜(NC-AFM) 起振谐振频率数字锁相环压电陶瓷

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基于Al_(2)O_(3)陶瓷的Pt/PtRh型厚膜热电偶封装测试

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传感器与微系统 2024年第1期43卷 128-130,134页

作者：赵楠刘涛谢浩董和磊谭秋林中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学微米纳米技术研究中心山西太原030051

设计了一种基于氧化铝(Al_(2)O_(3))柱体的Pt/PtRh型厚膜热电偶。采用丝网印刷工艺完成传感器功能层的制备,这种方法工艺简单、可操作性强、成本低廉。对所制备的厚膜热电偶进行封装设计并进行测试。实验结果表明:带封装热电偶的迟滞大... 详细信息

设计了一种基于氧化铝(Al_(2)O_(3))柱体的Pt/PtRh型厚膜热电偶。采用丝网印刷工艺完成传感器功能层的制备,这种方法工艺简单、可操作性强、成本低廉。对所制备的厚膜热电偶进行封装设计并进行测试。实验结果表明:带封装热电偶的迟滞大小为4.10%,小于无封装的7.65%,而且带封装热电偶在高温阶段与标准热电偶极其吻合,其平均塞贝克系数更接近于标准热电偶。实验结果均表明封装设计有利于膜状热电偶测试的准确性,达到了工程化需要。

关键词： Pt/PtRh型热电偶厚膜丝网印刷封装

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基于RV1126的低照度视觉采集系统

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应用光学 2025年

作者：何杭胡海风李秀源张会新中北大学仪器与电子学院微米纳米技术研究中心动态测试国家重点实验室山西中北测控科技有限公司

针对现有图像采集系统体积大、功耗高，无法适应资源受限环境，且采集的视频图像具有高噪声、亮度低、细节模糊等问题，设计了一种基于国产嵌入式芯片RV1126的低光照视觉处理系统。系统使用IMX415感光芯片作为视频采集前端，DDR4作为运... 详细信息

针对现有图像采集系统体积大、功耗高，无法适应资源受限环境，且采集的视频图像具有高噪声、亮度低、细节模糊等问题，设计了一种基于国产嵌入式芯片RV1126的低光照视觉处理系统。系统使用IMX415感光芯片作为视频采集前端，DDR4作为运行内存，EMMC作为数据存储，RV1126作为系统主控。并利用嵌入式并行处理的特点，设计图像处理模块，针对低光照下图像特点分别使用中值滤波，曝光增益，图像锐化对图像进行处理，然后将图像传输到显示模块上完成实时显示。通过对比处理前后图像的质量指标，实验结果表明，本系统能够显著提升图像质量，尤其是在低光照条件下，处理后的图像相比原始图像有了明显的改善。该系统具有体积小、功耗低、处理能力强等优点，能够在资源受限的环境中实现高效的低光照图像采集与处理，满足实际应用需求。

关键词：机器视觉嵌入式图像预处理滤波锐化

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基于光偏转原理的AFM光电检测系统设计

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传感器与微系统 2024年第3期43卷 76-79页

作者：王旭东温阳王慧云秦丽温焕飞马宗敏中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器与电子学院山西太原030051

利用光偏转原理设计并实现了原子力显微镜(AFM)的光电检测系统,研究了影响光偏转噪声的影响因素。设计了新型螺旋式嵌套结构调节准直光斑,使激光发散角降低到0.053°,利用压电陶瓷特性设计了高精度三维调节结构,可以在α,β,γ方向... 详细信息

利用光偏转原理设计并实现了原子力显微镜(AFM)的光电检测系统,研究了影响光偏转噪声的影响因素。设计了新型螺旋式嵌套结构调节准直光斑,使激光发散角降低到0.053°,利用压电陶瓷特性设计了高精度三维调节结构,可以在α,β,γ方向精准调节偏转角度,36mm的聚焦焦距满足了小型化、集成化的设计目标。基于该高灵敏度光电检测系统的设计,AFM系统得到了清晰的硅材料表面台阶结构,系统分辨率达到了0.1nm,为今后的亚原子测量奠定了实验基础。

关键词：原子力显微镜光偏转准直调节压电陶瓷

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基于复合振动能量采集器的自供电无线传感微系统研究

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机械工程学报 2021年第8期57卷 57-64页

作者：薛晨阳张浩凌崔娟刘丹崔丹凤郑永秋中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

工业机械装备的在线实时状态监测和故障预警是保障工业生产安全、提高工业生产效率的重要手段。目前大多数机械装备的状态监测设备都存在体积大、功耗高的问题,并且依赖于电缆或化学电池供电,机动性、灵活性、环境适应性差。本文提出了... 详细信息

工业机械装备的在线实时状态监测和故障预警是保障工业生产安全、提高工业生产效率的重要手段。目前大多数机械装备的状态监测设备都存在体积大、功耗高的问题,并且依赖于电缆或化学电池供电,机动性、灵活性、环境适应性差。本文提出了一种基于复合振动能量采集器的高集成度自供电无线传感监测微系统,设计了压电-电磁-摩擦电三种发电方式复合的能量采集模块采集机械设备的振动能量,通过能源管理电路进行电能存储和整个系统供电。搭建了基于振动-温度高集成微纳传感芯片的环境信号采集及无线传输电路,并进行了低功耗电路设计。系统集成能源管理模块和传感电路模块后进行了采煤机状态监测测试。测试结果表明,该系统能够实时采集煤机装备的振动、温度信号并无线传输给上位机,同时也证明系统内的能量采集模块能够收集采煤机的振动能量并转换为电能带动传感电路模块工作,这将为工业物联网传感网络节点的自供电、无线化发展提供技术支持。

关键词：振动能量采集自供电传感监测无线传输能源管理

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无线激光传输系统收发电路的设计与实现

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仪表技术与传感器 2024年第4期 95-99页

作者：李谦庞俊奇刘瑞康赵中梁马宏帅张磊谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室省部共建动态测试技术国家重点实验室

针对航天发动机、涡轮机等旋转部件的温度测量系统中的信号传输问题,以850 nm波长的红外光为载体,设计了基于FPGA的无线激光通信的数据传输系统。该系统由转子端的光发射模块、定子端的光接收模块、地面可视化设备3部分组成。此外,在前... 详细信息

针对航天发动机、涡轮机等旋转部件的温度测量系统中的信号传输问题,以850 nm波长的红外光为载体,设计了基于FPGA的无线激光通信的数据传输系统。该系统由转子端的光发射模块、定子端的光接收模块、地面可视化设备3部分组成。此外,在前置放大电路中引入一个反馈电容,系统的开环增益曲线会增加一个极点做补偿以提升系统的稳定,并进行了仿真验证。在此基础之上,搭建实验系统对电路性能进行测试。通过仿真及实验验证,结果表明:设计的方案可以实现传输速率为40 Mbit/s的稳定传输,为旋转环境的动态监测技术中的无线数据传输提供了一种可行性方案。

关键词：数据传输无线激光通信 PIN等效模型光检测电路前置放大电路反馈电容

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一种高精度的柱温箱控制系统设计

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中国测试 2023年

作者：闫丹苏淑靖吴梦香郭杨盛亢叶飞中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室

针对柱温箱温度控制的非线性、时变问题，设计了一种高精度温度控制系统。控制系统软件上以温度偏差作为决策变量，较大温度偏差采用改进Bang-Bang温控策略，中等温度偏差采用模糊温控策略，微小温差采用模糊PID温控策略，硬件上以Corte... 详细信息

针对柱温箱温度控制的非线性、时变问题，设计了一种高精度温度控制系统。控制系统软件上以温度偏差作为决策变量，较大温度偏差采用改进Bang-Bang温控策略，中等温度偏差采用模糊温控策略，微小温差采用模糊PID温控策略，硬件上以Cortex-M3内核处理器为核心，结合温度采集电路以及温度控制电路。实验结果表明：温度稳态精度达到了预期设计目标，设定温度为40.00℃时，稳态误差在0.04℃以内，同时具有良好的抗干扰能力。

关键词：柱温箱温控复合温度控制方法改进Bang-Bang控制模糊控制 PID控制

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