核磁共振超前探测仪低矩形系数滤波器设计.pptVIP

开题报告核磁共振超前探测仪低矩形系数滤波器设计 指导教师： 报 告 人： 学 号： 专 业： 电力电子与电力传动 WWW.JLU.EDU.CN 核磁共振超前探测仪低矩形系数滤波器设计 研究目的意义及发展现状 1 主要工作内容及准备工作 2 拟利用资源 3 时间安排 4 主要参考资料 5 WWW.JLU.EDU.CN 研究目的和意义及发展现状 突水灾害是隧道工程施工中的主要地质灾害 隧道前方含水地质构造的超前探测 接触式的钻探方法（成本高、效率低、可能诱发水害） 核磁共振技术（高效率、高分辨率、无需打钻、体积效应 小、探测距离大） WWW.JLU.EDU.CN 研究目的和意义及发展现状 进入隧道必须缩减天线尺寸，目前核磁共振探测线圈的直径为2~6米,信号微弱 隧道环境复杂，存在各种干扰，尤其是工频干扰和其谐波的干扰十分严重  要提高核磁共振隧道探测信噪比，需要滤波器有更好地矩形系数，提高电路的选择性。 WWW.JLU.EDU.CN 研究目的和意义及发展现状 矩形系数描述了滤波器在截止频率附近响应曲线变化的陡峭程度，它的值是20dB带宽与3dB带宽的比值。 矩形系数是表征滤波器选择性好坏的一个参量。理想的频带滤波器应该对通频带内的频谱分量有同样的放大能力，而对通频带以外的频谱分量要完全抑制。所以理想的频带放大器的频响曲线应是矩形。但实际的频响曲线与矩形有较大的差异。通常矩形系数是用Kv0.1来表示。 Kv0.1=2△f0.1/（2△f0.7） 主要工作内容及准备工作 参差滤波放大  WWW.JLU.EDU.CN 主要工作内容及准备工作 参差滤波 具有频带宽、矩形系数小的优点, 其特点是选择品质因数Q值较高的回路分别调谐在上、下截止频率附近,以增大幅频特性曲线边界的斜率;而Q值较低的回路调谐在中心频率处(奇数参差)或中心频率两侧(偶数参差),以确定电路的带宽。总幅频特性可以达到最大平坦,电路的选择性得到改善。在低频RC带通滤波器设计中应用参差调谐放大器的理论与设计方法,同样可以设计出频带宽、矩形系数小带通滤波器。 WWW.JLU.EDU.CN 主要工作内容及准备工作 参差滤波 探测仪的滤波要求是中心频率为极低频段，且1~2.6KHz可调，带宽按照需要在80~100Hz可调，并且要将矩形系数降低到2.0以下，因此，虽然参差滤波方式的想法借鉴于通讯工程的低矩形系数的参差调谐放大，但是却由于应用场合也导致了探测仪滤波器的要求反而成为应用这种滤波方法的难点。  预期成果：中心频率1~2.6KHz可调，带宽80~100Hz可调，矩形系数降低至2.0以下（原3.4以上） WWW.JLU.EDU.CN 主要工作内容 模拟仿真参差滤波器在极低频段的工作效果，以及与原滤波器系统的性能比较，明确提升目标，确定改善方案 WWW.JLU.EDU.CN 主要工作内容 工作过程：上位机输入的相关信息，主要有中心频率、带宽、配谐电容和末级增益，上位机通过计算得到滤波器组参数，向下位机发送，下位机接到参数后设置窄带滤波器组，末级增益，和配谐电容。因此，有三部分： 上位机：VB（与原系统兼容） 通 讯：232-485 下位机：控制部分，前级放大，宽带滤波，窄带滤波，末 级增益 WWW.JLU.EDU.CN 主要工作内容 室内试验： 调试滤波系统，使之尽可能接近模拟仿真的效果 检测滤波系统一致性 检测滤波系统，并与原滤波系统对比，检测提升效果 检测与探测系统的兼容性 现场试验： 检测系统的稳定性和可靠性 检测滤波系统实际工作效果，并与原探测系统工作效果进行对比  WWW.JLU.EDU.CN 前期准备工作 查阅文献资料学习核磁共振隧道探测仪明确滤波系统的工作原理，基本要求，实现方案； 查找滤波系统方案关键芯片的技术资料，复习相关课程等； 系统设计相关软件的准备。  WWW.JLU.EDU.CN 前期准备工作 各单级带通滤波器指标 中心频率（KHz） 增益（dB） 带宽（Hz） 第一级 2.6792 33.1619 58.6 第二级 2.6792 33.1619 58.6 第三级 2.6568 20.6079 246.5 第四级 2.6568 20.6079 246.5 第五级 2.6348 16.5404 390.6 第六级 2.6348 16.5404 390.6 第七级 2.6127 20.5817 243.2 第八级 2.6127 20.5817 243.2 第九级 2.5920 32.9353 58.2 第十级 2.5920 32.93