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关键词： 智能算法   粒子群优化算法   FIR数字滤波器  

摘要： 粒子群优化算法(PSO)因具有参数少、易于实现等优点,在解决优化问题时表现出很好的性能。有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器因具有稳定的结构、易于实现等优点,在实际中有着很广泛的应用。因此,将基于三角函数因子的改进PSO算法(TFPSO)用于对FIR低通数字滤波器性能的优化,并将其与基于折射原理反向学习(refrPSO)、基于反向学习(OPSO)的PSO算法所设计的FIR低通数字滤波器的性能进行比较。在实验中构造出一种性能较好的适应值函数,以验证这几种改进的PSO算法所设计的FIR低通数字滤波器的性能。实验结果表明,基于三角函数因子的PSO算法滤波性能较差,而基于折射原理反向学习的PSO算法性能最佳。

关键词： 非接触电导检测   FIR数字滤波器   DSP   Builder  

摘要： 为解决非接触电导检测系统易受噪声干扰的问题,介绍了一种基于FPGA的FIR数字滤波器解决方案.应用Matlab中的Simulink对非接触电导检测模型建模并产生信号,通过DSP Builder搭建的FIR数字滤波器对信号的高频噪声进行滤波处理,最后用FPGA仿真相应功能.仿真结果表明:FIR数字滤波器可以较好的滤除电导检测中的高频噪声,系统处理速度快,运行稳定可靠,适合于非接触电导检测.

关键词： 连续潮流   拟弧长参数化   局部参数化   渐近数值方法   自适应步长控制   高阶预测  

摘要： 连续潮流计算是电力系统静态电压稳定分析的基本工具,目前国内多数连续潮流程序仍存在计算可靠性不高和计算效率低等问题。对电力系统分析综合程序(PSASP)中的连续潮流程序在提高计算可靠性和计算效率等方面进行了改进,使之能够适应大型电力系统的电压稳定性分析。改进后的PSASP连续潮流算法包含基本的拟弧长和局部参数化方法以及渐近数值方法(asymptotic numerical method,ANM)。ANM实质是一种采用高阶泰勒展开进行预测的连续方法,是一种半解析计算方法。ANM计算步长能够根据解曲线的形状自适应控制,因而是一种快速的连续潮流计算方法。实际电力系统的计算表明,修改后的连续潮流算法在计算可靠性和计算效率方面相比原来的程序有了很大程度提高,能够满足大型电力系统工程计算的需要。所做的研究对其他连续潮流的计算软件也会有一定的借鉴作用。

关键词： 无线传感网   射频接收机   切比雪夫滤波器   复数滤波器   自动调谐电路  

摘要： 无线传感网（Wireless Sensor Network，WSN）是一种在军事、地质勘探、环境保护等领域被广泛使用的技术，射频收发机是其不可缺少的组成部分，应用于这种场景下的射频收发机具有功耗小、动态范围大、可靠性高等特点。本文着眼于讨论射频接收机中模拟基带滤波器的设计。通过大量的文献调研以及前期理论知识的储备，设计出了一款应用于无线传感网射频接收机中的模拟基带滤波器电路，具有能够满足DSSS/OFDM以及DSSS Narrow Band两种调制方式的模式。本文主要完成了以下工作：1.介绍了滤波器的基础理论知识，包括滤波器的分类，滤波器的综合方式，滤波器的原型等。对比了不同种类滤波器的优缺点，根据滤波器的设计指标提出了一种5阶Active-RC切比雪夫型低通/带通滤波器的设计方案。2.根据低通滤波器的设计方案，采用filter solution计算机辅助软件得到了无源器件组成的滤波器原型，采用节点分析法，求解各个节点的电压和电流方程组，可以得到以跨导放大器为积分单元的低通滤波器电路。3.介绍了复数滤波器的设计原理，通常，将低通滤波器的中心频率从0搬移到ω0就可以得到复数滤波器。通过将复数反馈通路引入到低通滤波器可以得到复数滤波器的电路。最终，设计出了一款以350KHz为中心频率，带宽分别为120KHz和360KHz的带宽滤波器。 4.跨导放大器（Operational Transconductance Amplifier，OTA）是滤波器最重要的组成部分，它的性能直接影响了滤波器的指标，因此本文对OTA的设计进行了详细的分析和仿真，设计出了一款开环增益为60dB，单位增益带宽为160MHz的跨导放大器。因为本设计中最大带宽为14MHz，因此在设计OTA时要关注14MHz信号不能被OTA削弱太多，因此采用带宽拓展频率补偿方案，经仿真可以得到14MHz信号处的增益大于30dB，符合设计要求。5.为了减小滤波器的频率特性受工艺制程、温度和电源电压的影响，在此基础上设计了频率自动调谐电路。该部分电路通过一个数字状态机控制电容阵列的充放电，电容电压和参考电压通过一个迟滞比较器得到两者对比值，状态机采样这个对比值进而调节电容的大小。最终将调整好的5位电容控制字反馈给滤波器，完成频率自动调谐。6.采用TSMC130nm工艺对电路进行流片，对整个接收机链路进行测试，测试指标主要包括滤波器的频率特性、噪声、线性度以及自动调谐电路的调谐精度。测试结果验证了设计理论和方法的正确性，滤波器的指标达到了设计要求。

关键词： 振动与波   时域法   频域法   插值加密   香农采样定理   计算精度  

摘要： 基于同步测点的风压时程数据的响应计算有两种方法:时域法和频域法,它们得到的结果存在一定的差异。针对如何改善时域算法的精度进行研究,提出基于香农采样定理对风压时程数据进行加密的方法。将此方法运用到一个有解析解的两自由度结构算例和一个实际工程算例中,对采样数据量和采样频率都一定的荷载时程数据进行香农插值加密;分别采用插值加密之后的数据与未插值加密的数据进行计算,得到频域和时域结果。通过计算结果的比较得到以下结论:荷载时程数据相同的情况下,对于风致振动响应,频域计算的结果一般比时域计算更精确,时域计算的误差主要由高频部分的误差引起;运用香农采样定理,对已采得的数据进行插值加密,频域计算精度基本不变,但时域计算精度能得到提高。

关键词： 低通滤波器   电路设计   跳蛙结构   带宽增益   射频识别  

摘要： 射频识别(RFID:Radio Frequency Identification)技术是利用射频信号或者电磁场的能量传输特性，实现对物体的识别的技术。相对于条形码等传统的识别技术，射频识别技术具有抗干扰能力强、存储信息量大、非接触、使用寿命长、可多标签识别和响应速度快等特点，因此被广泛应用在公共交通、人员身份识别、自动收费等领域。工业界对射频芯片的基本要求就是低成本和高性能，所以设计全集成射频芯片是一种趋势。同样的，射频收发机基带电路中低通滤波器的高性能方面的设计就成了研究的重点。\n 本文针对低通滤波器在射频收发机系统中的应用，首先介绍了在RFID系统的阅读器收发机中模拟滤波器设计研究的意义，射频识别系统的工作原理以及遵循的协议，常用的收发机结构特点。然后介绍了不同类型的模拟滤波器的工作原理、滤波器的数学近似方式;同时，根据射频识别系统对低通滤波器的要求，对比各种结构的优点和缺点，确定了本文中低通滤波器的结构。其次，根据系统指标要求，从积分器电路设计，运算放大器电路设计，直流失调消除电路设计等方面详细介绍一款用于零中频接收机4阶跳蛙结构有源RC低通滤波器的电路设计过程。最后给出版图设计规则以及仿真结果。总体而言，该有源滤波器在增益调谐方面，跳蛙结构按照以下方案对增益进行分配，一共有4级增益调节模块，其中stage2和stage3分别提供18dB增益，stage1提供30dB的增益，调谐步长为6dB，实现粗调谐;stage4提供增益6dB，调谐步长为1dB，实现细调节。在带宽调谐方面，由于有源RC滤波器的时间常数是集成电阻和电容的乘积，考虑到电容面积较大，保持电容Cc大小不变，通过MOS开关控制二进制模型的电阻为8R，4R，2R，R，实现带宽调谐值为180kHz，360kHz，720kHz，1.4MHz。滤波器主体电路结构采用跳蛙结构，实现前后的同步调节，提高电路稳定性。同时，由于零中频接收机结构引起直流失调，本文设计直流失调消除电路抵消该直流失调，直流失调抑制值为-128dB.这些电路设计技术充分考虑了低通滤波器对高线性度，稳定性，带宽增益调谐等方面的需求。\n 另外，本文也为滤波器设计了电流偏置电路。该电路采用恒定跨导结构，通过开关控制获得不同的偏置电流，从而使得低通滤波器能够在不同带宽下功耗不同，从而降低功耗。

关键词： “信号与系统”   教案设计   信号频谱  

摘要： 结合慕课建设经验和自身教学体会,笔者针对目前"信号与系统"课程教案设计中存在的问题,以"连续周期信号的频谱分析"教学内容为例,给出详细的教案设计,为相关专业课程的教案设计提供参考。

关键词： 光通信   光脉冲位置调制   泊松信道   脉冲展宽效应   时钟恢复  

摘要： 提出了一种基于脉冲展宽波形的插值与脉冲展宽效应补偿合并的数据恢复方案。该方案依据权系数同时实现了插值与脉冲展宽效应补偿,解决了时隙抽样误差和抖动问题,完成了脉冲位置调制时隙信号的数据恢复。仿真结果表明,所提出的方案具有较好的稳健性,可有效抑制时隙抽样误差和抖动。在译码时使用的抖动参数与实际抖动参数不匹配的条件下,该方案的性能仍优于将插值与脉冲展宽效应补偿分离处理的方案。该方案将插值与脉冲展宽效应补偿合并在一起,运算更简化。

关键词： FIR数字滤波器   DSP   窗函数   数字信息  

摘要： DSP是FIR数字滤波器的核心设计原理,是进行FIR滤波器设计前必须了解的一种技术软件。笔者提炼出FIR数字滤波器和DSP软件运作原理,分析与两者相关的基础理论,根据MATLAB环境实际情况,采用窗函数设计FIR低通滤波器,将符合设计要求的FIR滤波器,安装在TI公司DSP TMS320LF2407A上实现FIR滤波器的设计仿真。通过实证研究,笔者发现FIR滤波器准确度很高、稳定性很好,有效排除干扰信号,且设计性能指标达到国家相关要求。

关键词： 隧道群   连续长下坡路段   安全运营   保障工程  

摘要： 为了交通运输的便利,一些地形复杂和危险的山区路段修建了越来越多的隧道群,但隧道群作为高速公路安全运营的一个瓶颈路段,应予以重视。尤其当隧道群中出现连续长下坡路段的时候,危险指数会陡然增高。车辆在这些路段上行驶,常常发生追尾等重大恶性交通事故,给人民的生命财产造成了巨大的损失。荷香特长隧道(右线3165米)、回龙湾长隧道(右线1322米)以及白涛特长隧道(右线4267米)等3座隧道构成了依托高速公路工程项目的长大隧道群,其中K2+81511+073段为连续8公里多的连续长下坡路段。该工程所在区的重庆白涛化工园区又以化工行业为主,通行的特种车辆较多、危险性较大,白涛隧道群连续长下坡路段的安全形势较为严峻。本文立足于国内外研究的基础上,针对白涛隧道群长达8公里多的连续长下坡路段的特点,对隧道群连续长下坡路段交通安全保障措施进行分析研究,其主要研究工作与成果有:(1)详细阐述了国内外对于长下坡、安全运营事故以及安全保障措施的研究现状;(2)全面论述了项目的工程概况、项目的特点以及项目交通安全运营措施;(3)通过对白涛隧道群连续长下坡路段交通安全特性进行分析,指出事故发生的特点、交通事故的影响因素以及驾驶员的驾驶特性;(4)提出了白涛隧道群连续长下坡路段的安全保障技术,全面的包括了避险车道设计、降温池设计、旋转防撞桶护栏设计、机电设施设计、交通标志标线设计、紧急停车带设计、交通安全管理等内容;(5)提出了白涛隧道群连续长下坡路段危化品运输安全管理对策,主要包括:危化品运输管理的必要性,危化品的定义和分类,研究了危化品的运输特点以及运输安全影响因素,研究了通过隧道的危化品车辆安全运输管理,研究了危化品车辆通过隧道时的事故应急救援体系。本文有新意的主要研究成果是提出了在回龙湾隧道和白涛隧道之间设置避险车道;在荷香隧道和回龙湾隧道之间增设降温池;在白涛隧道出口两端设置旋转防撞桶护栏;对危化品车辆进行管理。本文提出的安全保障技术及危化品安全运输管理对策,将为后期白涛隧道群连续长下坡路段的安全运营提供保障。这些研究成果以及所采取的手段方法对今后类似工程实践有一定的理论借鉴意义和实际应用价值。