ECT数据采集系统数字滤波功能设计与实现

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:collinccs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电容层析成像技术又称ECT (Electrical Capacitance Tomography),是基于被测物不同的介电常数引起混合物电容值变化的过程层析成像技术。因其具有快速、可视、安全、廉价、非侵入性等优点而被广泛应用于气液两相流空隙率测量、两相流分相含量检测及流型识别、图像重建算法等诸多领域中。电容层析成像整个系统包括测量电极、数据采集系统及成像计算机。其中,在数据采集过程中,因外界和信道会产生许多噪声干扰,这时我们就需要运用数字滤波技术削弱干扰信号,留下有效信号以在成像计算机中进行成像。本文针对ECT系统在数据采集过程中的高频噪声干扰问题,通过对数据采集系统结构与工作原理的研究,基于数字滤波技术和FPGA(Field Programmable Gate Arry)原理,设计了一个FPGA技术与改进的分布式算法相结合的FIR低通数字滤波器。主要工作内容如下:1.深入研究了ECT数据采集系统的组成结构、技术特点、工作原理,结合课题研究的背景和意义,分析当前的国内外发展现状以及发展趋势,指出数据采集系统在ECT技术中的重要意义。2.完成了信号发生器、电容检测及放大电路、相敏解调电路、增益可控差动电路、A/D转换电路、D/A转换电路等相干电容层析成像系统设计3.分析了数字滤波器的设计基础以及原理,以常用的FIR(Finite Impulse Response)数字滤波器为基础,对其在结构上的不同进行了分类研究,并对其常用的窗函数设计方法进行了比较分析,为后文提供理论依据。4.深入研究了传统分布式算法的原理及特点,并对几种常用的分布式算法的处理速率、资源占用率等进行了详细的分析,最后提出了基于传统分布式算法的优化改良结构。5.设定一采样频率fs为1.5MHz、通带截止频率为20MHz的FIR数字滤波器实例,选择窗函数设计方法,利用Matlab中提供的FDATool工具箱对滤波器系数进行提取与量化,最后利用Quarters对实例进行仿真验证,实验表明所设计滤波器误差在允许范围内,且滤波效果明显。
其他文献
随着移动通信产品、可穿戴设备,便携式生物医疗器件等需要电池供电的移动电子产品的性能不断提高,使用市场的不断扩大,使得对于如何减小电路功率消耗成为重要的研究方向。因
近年来,集成电路遵循摩尔定律朝着集成度不断提高、性能更优、功耗更低、易于携带的方面一步步发展,极大地便利了人们的生活。但是随着集成电路的制造工艺进入纳米时代,庞大
在影视化叙事美学中,对影视剧结构、内容的构建和叙事修辞的表达,是衡量影视作品审美段位高低的关键因素。本文以2018年暑期大热清宫戏《延禧攻略》为例,通过案例分析其叙事
自氧化物Thin Film Transistor(TFT)问世以来,相比于其他材料,凭借其较高的迁移率,在驱动电路中能提供更高的驱动电流和极快的像素转换,完全满足超高清、大屏幕等未来显示的
本文以某型板级测试与故障诊断系统的研制为背景,重点分析和研究被测设备中的板级信号发生器。通过理论分析,实验测试等技术手段,研究其工作原理,并在吸取其设计思想的基础上
在纳米工艺水平下,负偏置温度不稳定性(Negative Bias Temperature Instability, NBTI)效应引起的电路老化成为威胁数字集成电路可靠性的一个重要因素。NBTI效应会造成PMOS器
代谢组学是系统生物学重要的分支,通过对小分子代谢物的研究来揭示生命体的生理状态,进而探索生命活动的规律。对代谢组学进行了简单概述,介绍了代谢组学常用的分析平台,综述
短毫米波在高速数据传输、新型电子材料光谱、空间研究、医学、生物学、监控和遥感等领域有着巨大的应用潜力。近年来,毫米波频段的高功率微波源在上述领域中的应用极具吸引
MgZnO/ZnO异质结作为新一代的异质结半导体,凭借其优越的材料特性在新型半导体光电器件制造领域极具潜力,受到了科研工作者的广泛关注。论文主要通过自洽求解薛定谔方程和泊
婚姻关系是人类社会最基本、最广泛的社会关系之一,而基督教对现代法律制度贡献最大的,莫过于婚姻家庭法领域,西方婚姻关系中的很多重要原则便是受基督教影响并首先由其教会法予