关键词： 自容式数据采集   嵌入式可拓展处理平台   全差分   低功耗  

摘要： 针对自容式水听器低功耗、低噪声等需求,设计了一种自容式的水声信号采集电路。在模拟电路部分,为了提高信噪比、降低功耗,使用了二端口噪声分析和全差分设计,并将模拟电路的工作电压降至3 V;为了削减1/f噪声和高频无关噪声,组合使用了贝塞尔滤波器和切比雪夫滤波器。在数字电路部分,使用ZYNQ可拓展处理平台代替传统的微控制器(Micro Control Unit,MCU)与现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA),并根据工作频带通过配置锁相环(Phase Locked Loop,PLL)锁相环的工作频率调节采样频率,使用双先入先出队列(First In First Out,FIFO)块向外置记忆卡(Trans Flash,TF)卡写入数据,使数字信号以较高速率传输并存储。经过仿真和测试,模拟电路在60 Hz~58 kHz之间的增益达到52 dB。实测结果显示,模拟电路部分的功耗为95 mW,数字电路部分的功耗为1.9 W;在模数转换(Analog/Digital,A/D)芯片采样率达到128 kHz时,电路自噪声频谱略高于−110 dB,总噪声均方根为961μV。该采集系统配合大容量的TF卡,可以满足自容式水听器长时间连续采集声信号的需求。

关键词： 一线通射频接口   射频前端   联动控制   低功耗  

摘要： 文章设计了一种卫星移动通信终端的一线通射频接口方案,支持低功耗联动控制设计。本方案是在一线通射频接口中增加控制单元,结合基于卫星移动通信终端基带处理单元的工作状态共同完成。通过动态调整射频前端和外围组件,来带动整机联动控制,实现降低功耗。该设计帮助终端在待机和工作状态下,可以将射频和主机的功耗关联,提高续航能力。在卫星信道使用情况下,为低功耗小型化卫星终端开发提供帮助。

关键词： 射频能量采集   转换效率   低功耗   Villard   ADS   回波损耗   入射功率   输出电压  

摘要： 针对传统射频能量采集系统中RF-DC转换效率偏低的问题,文中设计了一种在入射功率为5~10 dBm范围内转换效率整体大于50%的低功耗射频能量采集系统。该方法在单阶Villard整流倍压电路结构的基础上将倍压阶数增加到七阶,有效提高了系统的输出电压和输出功率,从而提升了系统的转换效率。通过ADS射频软件对系统进行了总体设计与仿真,当回波损耗S 11参数满足设计要求后,将电路导入Altuim Designer中进行实物制作,在不同入射功率下测量系统负载电阻的输出电压,并计算得到对应功率下的整流转换效率。仿真结果与实验数据表明,系统在入射功率为5~10 dBm的范围内,整体整流转换效率可达50%以上,在10 dBm处得到最大转换效率为54.1%。与相同频点的射频能量采集系统相比,在设有同级别负载电阻和输入功率的条件下,文中所设计系统具有更高的输出电压,提升了RF-DC的转换效率。

关键词： 龙芯1C300B   球面激光雕刻机   结构设计   激光测距  

摘要： 以龙芯1C300B为下位机控制器,Marlin开源固件,将激光雕刻技术、激光测距技术、图像处理技术和嵌入式控制系统相结合,针对中国非遗传承文化的烙画葫芦艺术,在雕刻葫芦球体表面开展了球面激光雕刻装置的设计和研究。设计出了便携的工艺葫芦球面激光雕刻机,具有操作简单、效率高、失真率低的效果,可以实现在线调试控制,个性化定制需求。用现代科技传承传统烙画工艺,用便捷新颖的方式和个性化的特点让烙画葫芦走进大众的视野。

关键词： 城市井盖   智能监控系统   低功耗   NB-IoT技术   OTA技术  

摘要： 针对智慧城市建设中城市排水管网各类井盖出现的安全隐患问题及管理难等弊端,提出并实现了基于NB-IoT和OTA的云上智能井盖监控系统。硬件上选用国产低功耗蓝牙芯片HS6621进行电路设计,采集井盖的位置、姿态和井下水位、溢水等信息,通过NB-IoT模块上报云平台;软件上采用微服务技术架构,将井盖的实时监测及日常维护管理等任务分解到不同的服务中,并利用OTA空中下载技术完成终端固件远程升级;经测试,终端硬件整机功耗为98.25μA,符合低功耗设计要求,终端可正常上报监测数据并及时触发报警,能达到实时监控效果;通过管理软件进行工单派发、任务验收和固件升级等日常管理,可降低终端维护成本,有效提高城市智能化管理水平,改善落后的管理方式。

关键词： 低功耗LDO   过冲抑制电路   动态自偏置   瞬态响应   压差电压   结构转换  

摘要： 基于0.13μm工艺设计的低功耗无片外电容LDO,文中采用动态自偏置技术使电路根据负载变化,提供不同的偏置电流,实现两级和三级结构下相互转化。电路采用Cascode Miller补偿,实现高稳定性。输出端加入过冲抑制电路,优化瞬态响应。仿真得到压差电压为57 mV;在-55~125℃范围内,温漂系数为27 ppm/℃;在电源电压1.2~3.3 V和负载100 nA~50 mA的变化范围内,线性调整率为0.452 mV/V,负载调整率为0.074 mV/mA。满载50 mA和电源电压1.2 V时,电源抑制比-53 dB@100 kHz,环路相位裕度大于60°。负载100 nA时静态电流2.5μA。负载瞬态响应结果展示过冲电压小于50 mV,建立时间约420 ns。此电路可调节性强,作为低功耗芯片,有着优秀的稳定性,适用于便携式产品。

关键词： 接点深度   转辙机   低功耗   STM32  

摘要： 针对复杂环境下转辙机接点深度测量问题,设计完成一套基于STM32的转辙机接点深度在线监测系统,并对系统软件及硬件接口进行了阐述。通过对系统的软硬件合理配置,开发出基于STM32L071CBT6为主控,SIM800C为发射模块的具备休眠唤醒技术的低功耗物联网系统,并开发完成可视化操作界面。该监测系统克服了既有系统操作复杂,人工值守,手动启动,成本高昂等缺点。系统通过对接点深度异常状态实时报警,提醒人工介入,及时排除设备故障隐患,为铁路运行安全提供有力保障。

关键词： 电池管理系统   普适性   同步采集   低功耗  

摘要： 针对储能电池管理系统的普适性需求,提出了一种普适性高实时同步采集电池管理系统。介绍了所提系统高实时同步采集方案设计,并从地址自适应设计、全通道温度采集设计、普适性电流采样设计、低功耗运行模式设计4个方面阐述了系统普适性设计。结合理论分析与实验测试数据,验证了设计方案的可行性。所提系统可普适于不同厂家的电池模组,并通过实际运行获得了系统运行完整的电芯数据曲线,验证了系统可实施性。

关键词： 电磁流量计   温压测量   多参数测量   低功耗  

摘要： 该文设计了一种带温压测量功能的电磁流量计信号处理电路,能解决实际工程流量测量场合需要对流体的多种参数进行监测的问题。在管段式电磁流量计的传感器测量管上合理增加了温度传感器和压力传感器,对温度和压力信号进行滤波和放大并由单片机进行A/D转换,从而在测量管道流量的同时还能实时监测流体的温度和压力,不用在测量管道上安装温压传感器,避免因多次开孔而导致管道损坏,同时也减少了传输电缆的铺设量,降低了仪表的安装复杂程度和安装成本,测量精度也满足工程测量要求。

关键词： 超低功耗   LoRa   模拟解扩频   唤醒机制  

摘要： 在基于LoRa(Long Range Radio)的大规模物联网系统中,为了在低功耗的前提下降低通信延迟,同时与LoRa系统的通信距离相近,提出一种基于低功耗下变频和模拟解扩频机制的LoRa唤醒接收机制。首先利用发射机发出一个标准的LoRa前导码序列和一个与其中心频率有一定频率差的单音载波。其次在接收端天线对前导码序列和载波同时接收后,利用肖特基二极管的非线性效应,使两个信号完成混频,即单音载波充当本振信号并实现LoRa信号的下变频。然后控制射频开关的通断时序完成对接收信号的解扩频。最后对解调信号进行基带处理,利用两路正交信号降低误码率。理论分析和仿真结果表明,本文提出的基于模拟扩频信号处理的超低功耗唤醒机制在LoRa系统中具有可行性,接收灵敏度最高达到-136 dBm且整体功耗仅为137μW。