苹果内部品质无损检测极弱信号放大与信号传输系统设计
本文关键词：苹果内部品质无损检测极弱信号放大与信号传输系统设计 出处：《西北农林科技大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：无损检测技术是在不破坏被测物体的性状和组成的前提下,获取被测物体的相关性能指标的现代化检测技术。近年来,其在食品选购和加工等领域的应用越来越多,采用该技术能够获得苹果内部的品质因数,对实现苹果的分级分类具有一定的研究意义和应用价值。本文将无损检测技术下获取到的苹果内部微弱信号作为研究对象,分别采用不同的方法对微弱信号放大,并对放大电路产生的噪声问题以及信号的信息传输问题进行研究。论文的主要研究内容包括:(1)本文分别采用晶体管放大电路和集成运算放大电路两种电路设计方案将微伏级、毫伏级小信号放大至伏特级。基于高增益要求,两种方案均采用直接耦合的多级放大电路结构。由于放大电路中前置级噪声对整个电路性能影响较大,本文主要将前置级电路设计作为研究重点。其中,晶体管放大电路采用差分结构,结合NPN和PNP晶体管共射放大以及互补对称结构,完成电路放大1170倍的设计要求;集成运算放大电路前置级采用仪表放大器结构,使用芯片TLC2652与OP07构成三运放仪表放大器,完成前置级放大100倍的设计要求。(2)针对放大电路存在的噪声问题,分析不同的噪声来源并提出对应的噪声抑制方法。首先分析放大电路的噪声来源,包括元器件自身噪声、工频噪声和本底噪声等;其次,针对不同的噪声提出相应的噪声抑制方法,使得信号在不失真的情况下进行有效放大和传输;最后采用噪声模型法分别对晶体管放大电路以及集成运算放大电路前置级进行噪声分析,并计算两者的噪声均方根值,对比计算结果,选择更为合适的设计方案。(3)本文首先对基于单片机的蓝牙软硬件接口进行设计,在此基础上,针对设计蓝牙数据传输系统问题,分别从系统硬件设计和系统软件设计两方面进行研究,系统硬件设计方面包括:单片机端硬件设计和PC端的硬件设计;系统软件设计方面包括:单片机端软件设计和PC端的软件设计。本文采用集成运算放大电路,完成毫伏、微伏信号放大至伏特级的研究,经仿真实验和实际电路测试验证,电路实现了对微弱信号的无失真放大;采用蓝牙技术完成了对信息的无线传输,为进一步实现苹果无损检测以及苹果分级提供了研究基础。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S661.1;TN911.23
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