作为一种全新的探测技术，激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比，激光雷达是一种通过发射特定波长的激光，处理并分析回波信号，实现目标探测的技术，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，以及极大的探测距离等优点，目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析，从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量，因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路，对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案，传统的MCU实现方案较为普遍，但受线程的带宽限制，且难以提高系统的精度与复杂性；采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构，一定程度上提高了系统的带宽与复杂度，但成本较高，功耗较大，且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中，对系统控制复杂度，信号处理实时性，整体性能与功耗等要求，论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件，完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析；同时选用线程处理优势较强的MCU，实现相关信号的控制与高速串口的收发，完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案，选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2，实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计，完成了相关外设的驱动控制，并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析，最终通过与所设计PC软件终端的通信，实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作，可完成10kHz激光器的触发，并行实现回波信号的实时处理与分析，以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统，多次进行硬件电路的测试与实验，表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常，性能稳定，且功耗低，保密性强，符合设计的需求，实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间： 2022-05-28
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伴随着全球气候变暖和工业发展使得空气污染越来越严重的现状。再加上季节更替期间气温的变化，呼吸道疾病侵犯人们的身体健康的趋势正日益加重。而吃药打针输液等传统的治疗模式是无法满足治疗各种的当代复杂呼吸道疾病病，尤其是老人与儿童。 本论文研发了一款以STC单片机为核心的网式超声雾化器。网式超声雾化器是一种新型医疗仪器。该仪器采用了较为先进的脉冲宽度调制技术来直接控制换能器的工作频率;通过使用BOOST升压电路来提升换能器的震荡电压幅值。换能器将电能转换成高频振动，再经过变幅杆将振荡幅度放大。不需要使用加热或者化学方法将药液雾化。药液从微网孔板雾化喷出，形成可以被病人直接吸入的气雾，操作简单方便。 本论文介绍了网式超声雾化器的研究背景、雾化治疗的历史、雾化治疗的优势和雾化器的市场需求。然后简略描述了网式超声雾化器原理，最后着重介绍了网式超声雾化器硬件电路的设计与软件设计。其中在硬件设计部分主要介绍了电源处理模块、A/D采样模块、控制电路模块、升压电路模块、wifi控制模块、液晶显示模块、微控制器模块。软件设计使用C语言进行开发，软件模块主要包括主程序模块、AD采样模块、显示模块、PWM驱动模块、wifi转串口通信模块。 最后对研发系统的子模块进行了电路仿真。并对网式超声雾化器的电路输出进行了测试。
标签： 嵌入式
上传时间： 2022-05-28
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随着科学水平的提高，生物、化学以及医疗相关器械领域对精度要求也在不断地提升.生物制剂提取、注射，化学药品传输供给以及药物治疗等MEMS的研究不单单是对精密仪器的攻坚克难，更是交叉学科赋予高精密仪器研究发展的难题。技术革新便要理论创新，才能突破现有技术发展的瓶颈。现有的压电超声波雾化器理论发展已颇具成熟，产业化发展也甚是丰富，可是由于产品的不断创新换代，同时也导致理论创新的不同步，致使许多创新产品缺少对应的系统理论支持。本文立足微泵型压电超声波雾化器的研究，提出了系统的雾化理论、结构仿真和雾化效果实验研究。本文主要的研究内容和成果如下：在雾化理论分析方面，通过对雾化片金属基片和锥孔的变形公式推导分析，建立了微泵型压电超声波雾化器雾化理论数学模型，并结合变形分析对其雾化机理进行了完整的阐述在有限元仿真分析计算方面，通过对雾化片简化建模，进行了雾化片的诺响应计算分析，得出雾化片诺响应工作模态及其相应振型。并结合雾化理论分析了各模态相应雾化效果，提出雾化效果改进意见。在雾化效果实验方面，进行多普莉激光测振实验，与诺响应仿真计算相互论证，提高其可行性，并通过雾化效果实验来验证雾化效果理论分析结果，最后结合仿真计算和多普勒激光测振结果综合分析、总结出雾化效果的影响因素。关键词：MEMS，压电泵，超声波，雾化器，压电陶瓷，振型。本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。
标签： 超声波雾化器
上传时间： 2022-06-18
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随着微电子技术在汽车控制系统中的广泛应用，汽车总成中电子系统的作用显得越来越重要，这种发展态势对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车电压调节器是汽车发电系统的心脏部件，优质的电压调节器是保证汽车电子系统高可靠性的重要前提。本文通过对大量电子电压调节器的分析，提出了新的电压调节器电路。在调节器的具体实现形式上采用单芯片集成方式，使其在电压调节精度、体积、重量及耐振性等方面均优于普通电子电压调节器。文中还详细分析了电压调节器的的工作原理和电路结构，分块设计了芯片内部各个功能模块，包括取样电路、电压基准源、误差放大器、保护电路和调整晶体管，给出所有晶体管级电路图，并对各功能模块进行Spice模拟验证，模拟的结果及分析也一并给出。最后根据元器件在电路中的作用确定器件单元版图结构，并介绍了版图设计过程关键词：汽车电子；调节器；调整管：双极工艺汽车工业是一种高度综合性的产业。现代汽车的发展形成了以计算机为顶端，半导体元器件为基础，光电测试为手段，集成电路为原料的新格局。近几年以来电子点火，电子显示，数字检测，电子转向，电子钟，电子音响，电磁操纵，空调等电子产品在我国汽车上得到了很大的发展和应用[2]，这种发展态势对汽车发电系统提出了更高的要求，具体地说，用电系统不仅需要更大的供电能力，而且要求有更高的供电可靠性和供电质量。作为一个能满足这些要求的发电系统，除了高性能的发电机及可靠的整流装置外，还必需配备有高品质的电压调节器。为此，国内外有关研究机构及学者十分重视新型电子电压调节器的研究与开发.汽车发电系统的工作环境十分恶劣。相应地，对作为其关键部件之一的电压调节器的要求也很高。除要求电压调节器具有优良的电压调节性能外，还有许多特殊的要求，如强的耐震性，宽的工作温度范围，耐化学腐蚀以及能承受超负荷状态下的高压、大电流冲击等.
上传时间： 2022-06-19
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超声波塑料焊接机的工作原理。当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动， 通过上焊件把超声能量传送到焊区， 由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大， 因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差， 一时还不能及时散发， 聚集在焊区， 致使两个塑料的接触面迅速熔化， 加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅， 所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的， 振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能达大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm 的最佳压力之积。超声波焊接原理基本原理是利用换能器， 使高频电子能转换为高频机械振动， 超声波焊接是在塑胶组件上，通过二万周/秒（ 20KHZ ）之高频振动，使塑胶和塑料胶和金属而产生一秒钟二万次的高速熟磨擦，令塑胶溶合。按其方式可分为直接与传导二种熔接法。直接熔接： 即先使材质如线或带相互重叠， 固定于塑胶熔接机之夹具上， 让其能量转换器（ HORN）直接在上面产生音波振动效能而熔接。超声波在塑料加工中的应用原理：塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙， 在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化， 使接触位塑料熔合，达到加工目的。
标签： 超声波焊接机
上传时间： 2022-06-22
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1前言光谱仪是测量光源和物质光谱特性的重要装置，它在颜色显示，视觉效果比对和生物化学领域有着广泛的应用。近年来，电荷耦合器件CCD取得了飞速的发展，工艺日趋完善，已能批量制造完全没有缺陷的高可靠性低成六的CCD芯片，这种器件有很宽的光谱响应特性，完全可以代替感光乳剂，应用在光谱测量上"，因此，设计出配合CCD光谱仪器使用的光学结构对于仪器的小型化有着重大的意义.2微型CCD光谱仪的光学结构设计2.1光栅的选择与设计在光谱仪核心元件分光器件的发展历程中，经历了色散校镜到衍射光栅到采用干涉调制元件和信息变换技术的演化。近年来声光调造器件AOTF的技术和应用也有了很大发展，没有机械活动件，全固态、电子调诸.结构小而牢周，可承受震动冲击等一系列优点，使其具有明显的技术和应用竞争力2.3。本设计中选择闪耀光栅。因为光棚与其他分光元件相比较，有许多优点。首先，光栅的角色散率几乎和波长无关，这对光谱的波长测量很有利。其二，光棚的分辨率比棱镜大，价格也较低，其三，光栅不受材料透过率的限制，它可以在整个光学光谱区中应用。
上传时间： 2022-06-22
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CCD（电荷耦合器）摄像头基本知识现在科学级的摄像头比前几年更尖端， 应用领域也更广了。在生物科学领域，从显微镜、分光光度计到胶文件、化学放光探测系统， 都用到了CCD 的摄像头。但是很多研究工作者对CCD 的指标仍云里雾里。下面对CCD 的一些常见指标进行表述。常见的CCD 一般指： CCD 摄像头和插在电脑的采集卡区别数字摄像头与模拟摄像头所有CCD 芯片都属于模拟的设备。当图像进入计算机是数字的。如果信号在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个CCD 被认为是模拟CCD。数字摄像头事实上是由内置于摄像头的数字化设备完成数字化过程， 这样可以减少图像噪音。与模拟摄像头相比， 数字摄像头提高了摄像头的信噪比、增加摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。科学级的绝大多数的CCD 芯片都是由Kodak、Sony、SIT 制造。评价CCD 的基本指标信噪比SNR 真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD 摄像头的厂家为提高摄像头的性能， 都尽力使信号（可达到满井电子的数目） 最大同时尽可能减少噪音。
上传时间： 2022-06-23
上传用户：xsr1983
分数阶微积分（Fractional Calculus）作为微积分的一条分支在三百多年的发展历程中已经逐步形成自己特有的体系，在很多的领域中已经显示出独特的处理能力，尤其是在电磁学、化学、控制学和力学等一些学科得到了广泛的应用。在信息信号处理理论中，微积分作为一种基本的数学运算得到了广泛的应用，但其中的微积分运算都是基于整数阶的，如一阶微积分和二阶微积分等。然而随着科学技术与计算能力的发展，越来越多的非线性问题成为了研究的工作重点，分数阶微积分在此领域强大的处理能力就逐步的体现出来。分数阶微积分是相对于传统的整数阶微积分提出的，传统的整数阶微积分的运算阶次都是基于整数的情况定义的，而分数阶微积分是将传统意义上的整数阶微积分的阶次从整数推广至分数，乃至整个无理小数和分数。接下来我们先回顾下传统的微积分。
上传时间： 2022-06-25
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温度是一个很重要的物理量，它直接影响化学反应、发酵、煅烧、浓度、蒸馏、结晶以及空气流动等物理及化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、质量和产量等一系列问题。温度测量无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，而单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。特别是在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉内温度进行测量、显示、报警及控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的温度测量系统，可以对温度进行实时测量，并将温度数据进行显示和报警以及进行相应控制。1.2温度测量及其报警系统的国内外情况温度检测系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总的发展水平仍然不高，和日本、德国、美国等先进国家相比有着较大的差距。采用51单片机来对温度进行检测和控制，不仅具有成本低廉、控制方便和灵活性大等优点，而且可以提高被控温度的技术指标，从而提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的处理问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
上传时间： 2022-07-01
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智能材抖是20 世纪 90 年代迅速发展起来的一类新型复合材料，智能材针自发展以来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人关注。智能材籵在现代医学领域可用于人造肌肉、人造皮肤、药物输送等；在军事领域可用于舰艇，以抑制噪声传播、提高潜艇和军舰的声隐身性能； 在日常生活方面可用于机动车辆以提高车辆的性能和乘坐的舒适度，可用于随心所欲 变换颜 色的住宅。随着介观层次上的表面和 界 面科 学的发展，尽管一些新的科学范式有待建立，但是已为跨越物理、化学、材籵科学等重大学科的交叉，以及纳术科技、生物技术和信息科学等新兴科学的抽合提供了有利时 机。进 入 21 世 纪 ，智能材朴体 系的内涵不断扩大 领域逐渐拓宽。突出的特点是基础研究和应用研究密切结令 仿生技术与纳米技术密切结合。例如，仿荷叶表面微 结构 和性 能的自清洁界面材叶 仿猫前爪垫功能和蜘蛛网柔顺结构及其性能的史为安全的轮胎、仿鲨鱼皮表面棱 纹微 结构 的低 能耗飞机 外 壳涂层、模仿 乌贼等动物的 变色机制制成的“智能玻璃”等。因此 ，智 能材朴的研究正受到各方面的 广泛关注，从 其 结构 的构思 ，也到智能材料的新制法等方 面都 在 积极开展研究。
标签： 智能材料
上传时间： 2022-07-08
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