山西省科技攻关计划项目(20090321044)
- 作品数：16 被引量：35H指数：3
- 相关作者：张记龙王志斌田二明李晓张跃国更多>>
- 相关机构：中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西传媒学院更多>>
- 发文基金：山西省科技攻关计划项目国际科技合作与交流专项项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学自动化与计算机技术机械工程更多>>
- Wollaston棱镜阵列中子棱镜结构角误差分析被引量：3
- 2011年
- Wollaston棱镜阵列中各个子棱镜的结构角间的误差影响着光谱仪的性能。从干涉图的无缝拼接入手,推导了n元Wollaston棱镜阵列的最大光程差公式,以三元Wollaston棱镜阵列为例,分析子棱镜结构角误差对光谱分辨率的影响,通过干涉条纹光强公式构建干涉图样模型,利用Matlab软件编写相关程序,仿真了630 nm单色光的复原光谱,分析结构角误差对光谱的影响。实验结果表明:当子棱镜结构角误差大于10-3数量级时,光谱中将有伪峰出现,为Wollaston棱镜阵列的研制提供了理论依据。
- 张跃国张记龙王志斌田二明李晓王相如
- 关键词：傅里叶变换光谱仪空间调制
- 实时光谱探测中快速傅里叶变换的FPGA实现被引量：2
- 2009年
- 根据实时光谱探测系统,拟采用傅里叶变换光谱理论获取待测光谱信息。文中首先介绍了实时光谱探测系统的基本工作原理,优化了基2-FFT算法,然后详细描述了该算法的硬件结构和设计思路,重点叙述了算法有限状态机设计地址的产生及控制单元的流程,并利用Xilinx公司XC3S400芯片自带的IP核在ISE9.1软件开发平台上完成了FFT模块的硬件设计。最后采用以VerilogHDL语言编写的Testbench测试程序在第三方仿真软件ModelsimSE6.3f上对FFT模块进行了功能仿真。仿真结果与Matlab理论计算结果的对比表明FPGA硬件设计正确。当芯片工作在100MHz时,实现256点16bit基2-FFT数据所需的时间约为8.6μs,可满足实时光谱探测的要求。
- 刘辉志张记龙张辉李晓王志斌
- 关键词：FPGA快速傅里叶变换VERILOGHDLMATLAB
- 非分散红外二氧化硫浓度测试系统设计
- 2011年
- 烟道排放的二氧化硫气体对人体健康和生态环境等有着严重的危害性,因此实时检测二氧化硫气体的产生和浓度具有重要的意义。基于红外吸收检测原理,采用双波长单光路结构,设计了集光源、气室、探测器为一体的浓度测试探头,利用差分放大电路和锁相放大电路实现二氧化硫气体的浓度测量。在实验室条件下,对二氧化硫气体进行了实时连续检测,并对实验结果进行了分析和探讨。实验结果表明,该系统测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可实现二氧化硫气体的实时在线检测。
- 王相如王志斌张记龙田二明姚娜张跃国
- 关键词：红外吸收差分技术
- 基于样条预插值的算术傅里叶变换的改进算法被引量：1
- 2009年
- 算术傅里叶变换(AFT)是离散傅里叶变换(DFT)的一种快速算法.经典的Bruns-AFT算法用最邻近内插法估计计算交替平均值所需的函数值,导致精度不高.根据样条插值精度高的特点,对离散时间信号做样条插值,而后过采样,使离散时间信号分布到更精细的间隔上,最后使用普通的AFT算法求解DFT,从而提高精度.对一3Hz信号,用4种不同的采样频率采集得到4个离散时间信号.分别用经典的Bruns-AFT算法(方法1)、"线性预插值加过采样"方法(方法2)以及本文的"样条预插值加过采样"方法(方法3)计算各信号的DFT.采样频率为10Hz时方法3的精度已经高于采样频率为80Hz时方法1的精度;当采样频率为80Hz时,方法3的相对误差小于十万分之一,而方法1的相对误差只有0.46%.本改进算法提高了传统的Bruns-AFT算法的精度.
- 乔志伟张记龙韩焱魏学业
- 关键词：离散傅里叶变换样条插值过采样
- 基于CC1110的井下SimpliciTI无线监测传感网络设计被引量：2
- 2013年
- 针对当前煤矿监测系统存在检测范围小、扩展困难的情况,提出了一种基于无线传感网络的新型煤矿安全与预警系统的设计方案.该方案采用了射频芯片CC1110作为无线传感器的核心,结合SimpliciTI网络协议与外围极少数元件搭建了射频片上系统(SoC).实验结果表明:网络中的节点具有传输距离远,可移动,通信稳定等特点,基本实现了对矿区环境参数的自动监测和报警.
- 赵正杰
- 关键词：矿井监测CC1110无线传感网络
- 基于相关滤波技术的SO_2气体浓度监测系统设计被引量：3
- 2011年
- 介绍一种基于相关滤波技术的非分散红外SO2气体浓度测量方法。该方法是在相关运算原理和SO2红外吸收特性基础上,结合相关检测和气体滤波技术,有效解决了近年来空气中SO2污染严重且在非分散红外SO2检测系统中噪声干扰大的问题,实现了对微弱光信号的调制和检测,并实现了新型SO2浓度监测仪的设计。试验表明,系统有10-6的检测灵敏度。
- 姚娜张记龙王志斌王相如张跃国
- 关键词：微弱光信号二氧化硫
- 基于FPGA的光谱探测实时数据处理系统研究
- 2010年
- 为实时获取战场中来袭激光、大气污染物、毒气等待测物光谱分布信息,根据傅里叶光谱变换理论,研究设计了实时数据处理系统。分析了光谱探测系统结构和工作原理,采用Xilinx公司Virtex2-Pro开发板在ISE10.1开发平台上设计了1 024点基2-FFT算法数据处理模块硬件电路,并通过了第三方仿真软件Modelsim6.3f的仿真。结果表明,FPGA实际计算1 024点基2-FFT频谱分布信息与Matlab理论计算结果相同。当芯片工作在100 MHz时,完成1 024点16位基2-FFT数据处理约需32μs,满足光谱探测实时数据处理要求。
- 刘辉志张记龙李晓王志斌
- 关键词：快速傅里叶变换数据处理FPGA
- 单边干涉数据光谱复原的关键问题分析被引量：1
- 2012年
- 针对干涉式傅里叶变换光谱仪中干涉信号的单边过零采样和实时快速数据处理要求,该文对光谱复原中的实时数据处理关键问题进行分析。在实验中以迈克尔逊干涉仪为核心,以632.8nm的激光为参考光源,以3.5～5.0μm的大气窗口为被测对象,产生干涉图;通过HgCdTe点探测器对干涉图进行光电转换,获取干涉数据。基于Matlab软件对干涉数据进行预处理、最小采样数据点确定、切趾、相位校正、频谱标定等光谱复原中数据处理的关键技术和问题进行分析和仿真分析。实验表明,大气窗口的4 096点的干涉数据采用小双边干涉数据量为512点,所有干涉数据采用非对称三角切趾的Mertz法相位校正,傅里叶变换、线性标定后能快速复原目标光谱,且光谱分辨率达到4cm-1。
- 张敏娟张记龙王志斌田二明李世伟郝健
- 关键词：切趾相位校正
- 非分散红外SO2浓度检测系统信号处理电路设计被引量：1
- 2014年
- 为了有效地解决我国近年来空气中SO2污染严重且在非分散红外SO2检测系统中噪声干扰大的问题,本文基于微弱信号检测特点,在电信号处理方面设计了以差分放大和相敏检波相结合的锁相放大电路,实现了微弱电信号的提取。提高了检测系统的精度,电路结构可靠、简单、实用。在实验室条件下,对该系统做了一系列关于SO2浓度的特性测试,在零气标定下,对SO2气体不同标准浓度进行了测量,获得检测数据与浓度间的对应关系,拟合了浓度、电压之间的关系曲线。
- 姚娜王相如
- 关键词：二氧化硫微弱信号差分放大锁相放大器
- FPGA在静态傅里叶变换光谱仪频谱复原中的应用被引量：1
- 2011年
- 针对静态傅里叶变换光谱仪中干涉条纹采集与处理对速度快的特殊要求,设计了用现场可编程门阵列(FPGA)实现干涉图采集和频谱复原系统,CCD采集干涉条纹后进入FPGA进行切趾、傅里叶变换、取模等处理后得到入射光的频谱信息,同时对干涉图切趾函数的选取进行探讨和比较。最后,分别采集中心波长635 nm、650 nm7、80 nm、808 nm8、50 nm半导体激光器通过楔形干涉具的干涉条纹,并将FPGA中频谱复原结果与Avan-tes公司的光纤光谱仪测得结果进行比较,误差在2.5%以内。
- 魏恒张记龙王志斌张敏娟
- 关键词：光谱学干涉条纹
