检索结果-内蒙古大学图书馆

微纳电子技术 2024年第6期61卷 90-97页

作者：常睿高小强孟庆雅段俊萍中北大学仪器与电子学院太原035001 仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原035001 杭州汇丰工程管理有限公司杭州311300

设计了一种紧凑型超宽带(UWB)多输入多输出(MIMO)天线。该天线采用共面波导(CPW)馈电,可工作于C、Ku、K和Ka频段。天线采用平面几何结构设计,天线单元尺寸为14 mm×19 mm,结构紧凑,通过正交旋转形成4端口MIMO天线,加载十字形解耦器... 详细信息

设计了一种紧凑型超宽带(UWB)多输入多输出(MIMO)天线。该天线采用共面波导(CPW)馈电,可工作于C、Ku、K和Ka频段。天线采用平面几何结构设计,天线单元尺寸为14 mm×19 mm,结构紧凑,通过正交旋转形成4端口MIMO天线,加载十字形解耦器以增加隔离度,实现了良好的分集性能。MIMO天线的尺寸为40 mm×40 mm,工作频率为5~39 GHz,相对带宽约为154.5%,天线单元之间的隔离度<-19 dB,包络相关系数<0.05,分集增益>9.99 dB,测试和仿真结果一致。天线辐射性能良好且结构简单紧凑,可以很好地应用于5G毫米波无线通信系统中。

关键词：超宽带(UWB) 多输入多输出(MIMO) 十字形解耦器高隔离度共面波导(CPW)

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国产化低功耗嵌入式火炮压力测试系统设计

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测试技术学报 2024年第3期38卷 240-247页

作者：王浩达张领辉丑修建中北大学电子测试技术国家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 中国北方车辆研究所北京100072

针对当前国产化膛压测试系统存在的功耗较大问题,设计了基于RISC-V开源指令集CH32V203微控制器的国产化低功耗火炮压力测试系统。为了降低待机态功耗,进行了低功耗芯片选型,并通过多模块分电源使能管理的方法减少非工作态模块功耗;利用... 详细信息

针对当前国产化膛压测试系统存在的功耗较大问题,设计了基于RISC-V开源指令集CH32V203微控制器的国产化低功耗火炮压力测试系统。为了降低待机态功耗,进行了低功耗芯片选型,并通过多模块分电源使能管理的方法减少非工作态模块功耗;利用倒置开关实现系统不同运行状态的感知,同时进行了详细的系统运行状态机设计,降低系统运行态功耗。经不同工况下的模拟应用测试,测试系统具有良好的低功耗特性,所设计的国产化火炮压力测试系统最低功耗为8.14 mAh,能够满足国军标GJB2973A-2008的应用需求,为国产化膛压测试系统的低功耗设计提供了参考方案,推动了膛压测试系统的国产化替代进程。

关键词：电子测压器火炮压力测试微型化低功耗

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原子力显微镜探针振动信号检测电路设计

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仪表技术与传感器 2022年第9期 36-40,56页

作者：董震张艳岗孔融智王旭东董诚温阳马宗敏中北大学能源动力工程学院山西太原030051 中北大学仪器与电子学院山西太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室中北大学山西太原030051

针对基于模拟电路的原子力显微镜探针振动检测系统噪声高,抗干扰能力差,以及基于数字集成电路的检测系统对不同控制系统兼容性差,成本高的缺点,且探针位移小,频率高的特点以及光电信号检测的准确度和精确度都对成像质量有直接影响,文中... 详细信息

针对基于模拟电路的原子力显微镜探针振动检测系统噪声高,抗干扰能力差,以及基于数字集成电路的检测系统对不同控制系统兼容性差,成本高的缺点,且探针位移小,频率高的特点以及光电信号检测的准确度和精确度都对成像质量有直接影响,文中设计一种高增益、宽频带的基于运算放大器的探针信号运算处理电路,实现对原子力显微镜四象限微弱光电信号的检测、放大、逻辑运算以及滤波功能。实验表明:电路可以对四象限微弱电流信号进行I-V转换,放大增益可以达到40 d B以上,同时逻辑运算电路可检测共振频率为70 k Hz~2 MHz的探针振动信号,涵盖了原子力显微镜的探针振动工作范围。该电路很好地抑制寄生电容的影响,检测系统整体热噪声低于100mHz√Hz。

关键词：原子力显微镜光偏转检测微弱电流检测信号放大信号逻辑运算

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疲劳裂纹摩擦声发射信号特性研究

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计算机与数字工程 2024年第5期52卷 1423-1427页

作者：郭涛梁颖张程杰石帅啜燕军中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中国运载火箭技术研究院北京100000

由于声发射波的产生、传播以及与结构相互作用的复杂性,使得声发射波形分析变得困难。为了降低裂纹扩展监测过程中疲劳裂纹摩擦信号的干扰,文章对金属构件裂纹摩擦引起的声发射(AE)信号进行了剖析。通过给予含预制裂纹试件30 Hz与180 H... 详细信息

由于声发射波的产生、传播以及与结构相互作用的复杂性,使得声发射波形分析变得困难。为了降低裂纹扩展监测过程中疲劳裂纹摩擦信号的干扰,文章对金属构件裂纹摩擦引起的声发射(AE)信号进行了剖析。通过给予含预制裂纹试件30 Hz与180 Hz的振动激励,对裂纹结合面运动进行诱导,从而产生声发射信号。用多个距裂纹不同距离的R15a换能器记录不同共振频率下的声发射信号,剖析所记录波形。在不同共振条件下,变化的裂纹结合面运动会引发具备不同特征的声发射信号。通过多传感器实验,对离裂纹不同距离处裂纹摩擦声发射信号差异及其几何传播规律进行了研究与总结。

关键词：疲劳裂纹摩擦声发射波形分析高强度合金铝

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微型化FAIMS气体传感器的制备与测试

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微纳电子技术 2021年第3期58卷 219-224页

作者：张成印雷程梁庭刘瑞芳冯伟单存良薛胜方中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中北大学动态测试技术山西省重点实验室太原030051

依据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,设计了一种迁移区和收集区一体化式的微型化FAIMS气体传感器。电离区采用能量为10.6eV的紫外灯对异丁烯气体进行电离,迁移区和收集区采用微电子机械系统(MEMS)工艺进行制备,将图形化后的硅片... 详细信息

依据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,设计了一种迁移区和收集区一体化式的微型化FAIMS气体传感器。电离区采用能量为10.6eV的紫外灯对异丁烯气体进行电离,迁移区和收集区采用微电子机械系统(MEMS)工艺进行制备,将图形化后的硅片和硼硅玻璃通过阳极键合工艺制备成一体化的传感器,传感器尺寸为3mm×4mm×1mm。实验中,搭建了相应的测试系统,在收集区外接放大电路对异丁烯的电离进行了检测。将传感器在不同体积分数异丁烯环境中进行测试。测试结果表明,传感器测试精度可达1×10^(-7)/mV,在体积分数2×10^(-4)的异丁烯环境中其响应时间为6s,恢复时间为7s,具有较快的响应时间和恢复时间,且具有良好的稳定性和重复性。

关键词：气体传感器微电子机械系统(MEMS) 高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS) 阳极键合气体检测

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旋转弹弹体磁场干扰的实时在线补偿

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兵器装备工程学报 2022年第5期43卷 84-89页

作者：薛羽阳张晓明张莺莺曹院王凡中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中航光电科技股份有限公司河南洛阳471000 中国空空导弹研究院河南洛阳471009

针对旋转弹磁测系统在测姿过程中滚转角解算不准确问题,提出了一种基于实时滤波的弹体磁场在线补偿方法。通过分析高旋弹体飞行的运动特性,建立误差模型,对径向磁场值变化进行类正弦拟合,对测量磁场值进行实时在线滤波,提高滚转角解算... 详细信息

针对旋转弹磁测系统在测姿过程中滚转角解算不准确问题,提出了一种基于实时滤波的弹体磁场在线补偿方法。通过分析高旋弹体飞行的运动特性,建立误差模型,对径向磁场值变化进行类正弦拟合,对测量磁场值进行实时在线滤波,提高滚转角解算精度。通过半物理实验表明,该方法可以对高速旋转弹体进行实时在线修正,减小测量值误差,补偿后的滚转角解算精度提高,误差值小于2°,在极短时间内可完成实时补偿,满足弹体磁场干扰下制导弹药对于滚转角度的精度要求及时延性要求。

关键词：磁场干扰在线补偿实时滤波磁测系统

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基于LVDS的高速远距离传输优化设计

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单片机与嵌入式系统应用 2023年第11期23卷 41-44,53页

作者：郭红伟文丰李辉景杨志文中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对远距离高速LVDS信号在传输时存在抗干扰能力差、失锁、误码以及丢数等问题,在硬件和软件两方面都做出相应优化设计。在硬件设计上,发送端采用驱动器实现预加重技术,增大电压输出摆幅,增加磁隔离器,增强抗干扰能力,接收端使用均衡器... 详细信息

针对远距离高速LVDS信号在传输时存在抗干扰能力差、失锁、误码以及丢数等问题,在硬件和软件两方面都做出相应优化设计。在硬件设计上,发送端采用驱动器实现预加重技术,增大电压输出摆幅,增加磁隔离器,增强抗干扰能力,接收端使用均衡器补偿信号在传输中的损耗;在软件逻辑上,设计了一种新型具有自纠错的6B/10B编码方式,对有效数据增加监督码元,不仅可以均衡频谱来减少串扰,且保障了数据的正确性,满足高速传输的可靠需求。多次试验结果表明,该设计可以实现在100 m双绞线屏蔽电缆下400 Mb/s的无误码可靠传输。

关键词：低压差分信号 FPGA 6B/10B编码

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基于FPGA的多数据以太网编帧方法

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单片机与嵌入式系统应用 2022年第12期22卷 49-53页

作者：宋佳皓熊继军洪应平中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

在一些工业控制或自动化控制领域中,很多设备使用多种对外通信端口,然而多样的对外接口带来冗杂的数据处理问题,不同的数据接口需要不同的协议,且各种通信端口速率不同、传输距离不同,造成了许多不便,而多种通信端口的数据组合不仅简化... 详细信息

在一些工业控制或自动化控制领域中,很多设备使用多种对外通信端口,然而多样的对外接口带来冗杂的数据处理问题,不同的数据接口需要不同的协议,且各种通信端口速率不同、传输距离不同,造成了许多不便,而多种通信端口的数据组合不仅简化了冗杂的数据处理问题,而且为其他通信端口提供了联网能力,使得设备可以实现远程控制及数据共享。同时,FPGA的高实时性和高可靠性使设备可在更复杂的工况下工作。本文中的以太网编帧方法实现了将不同通信端口的4种数据转为以太网数据帧。

关键词： FPGA UDP 以太网编帧

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无人机飞控设备环境温度控制装置设计

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电子器件 2022年第2期45卷 455-459页

作者：王昕何鑫范正吉景金荣洪应平北京宇航系统工程研究所 100076北京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

高海拔下无人机电子设备的正常工作对无人机飞行控制至关重要。针对无人机飞控设备在该环境中受低温影响导致系统故障的问题,设计了一种基于STM32的飞控设备温控系统和壳体。使用多路PT1000传感器对壳体内外温度采集后,结合PID算法,使... 详细信息

高海拔下无人机电子设备的正常工作对无人机飞行控制至关重要。针对无人机飞控设备在该环境中受低温影响导致系统故障的问题,设计了一种基于STM32的飞控设备温控系统和壳体。使用多路PT1000传感器对壳体内外温度采集后,结合PID算法,使用定制加热片对壳体内部低温环境进行控制,保证了无人机在低温环境中电子设备工作温度始终维持在-40℃以上的正常工作范围内。试验表明,该控制系统在低温环境中能够完成对壳体内部环境温度控制,且系统的实际功耗约为120 W,具有实用性强,功耗低的特点,为飞行高度大于10000 m的高空无人机电子设备的工作环境温度控制提供了可靠的解决方案。

关键词： PT1000 温控 PID算法

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基于FMQL的千兆以太网传输系统设计

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单片机与嵌入式系统应用 2022年第2期22卷 76-80页

作者：张昊宇甄国涌陈建军中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对国产化有线单元测试台数据传输速率低的问题,提出采用国产FMQL芯片作为控制芯片设计千兆以太网传输系统。以太网数据传输是目前广泛应用的一种传输手段,集成ARM与FPGA的国产FMQL芯片移植了LwIP协议栈,大大简化了设计复杂度。系统设... 详细信息

针对国产化有线单元测试台数据传输速率低的问题,提出采用国产FMQL芯片作为控制芯片设计千兆以太网传输系统。以太网数据传输是目前广泛应用的一种传输手段,集成ARM与FPGA的国产FMQL芯片移植了LwIP协议栈,大大简化了设计复杂度。系统设计的关键技术是实现PS端与PL端的数据交互,通过调用FPGA中的AXI-DMA IP核并在ARM中设计一组传输逻辑,成功实现了PL端发送数据最终传输到PC上位机。经验证,此系统可以实现PS端与PL端的数据交互,且以太网传输速度可达到510 Mbps,能够满足测试台的传输需求。

关键词：以太网 TCP/IP协议 SDK 国产FMQL芯片 LwIP AXI-DMA

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