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基于低功耗广域网的柑橘园环境监测系统设计
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作者 王战备 王江涛 《农业技术与装备》 2026年第1期1-4,7,共5页
设计了一款基于LPWAN的柑橘园环境监测系统,系统由一个监测主机和多个分布于柑橘园中的检测终端组成,监测主机定时按ID顺序向检测终端发送控制指令,检测终端按指令要求采集并分析柑橘园中的大气和土壤环境参数,并以红绿LED灯光显示数据... 设计了一款基于LPWAN的柑橘园环境监测系统,系统由一个监测主机和多个分布于柑橘园中的检测终端组成,监测主机定时按ID顺序向检测终端发送控制指令,检测终端按指令要求采集并分析柑橘园中的大气和土壤环境参数,并以红绿LED灯光显示数据状态,再将采集数据及分析结果以LoRa无线方式发送至监测主机,由监测主机完成数据分析显示、异常语音告警及基于NB-IoT的OneNET云平台数据上传。测试结果表明:在丘陵山区柑橘园环境下,系统能在不同地形环境下实现550~1850 m稳定的LoRa无线数据传输,系统各项监测功能运行正常,能满足汉中柑橘园智能环境监测需求。 展开更多
关键词 低功耗广域网 柑橘园 监测系统 LoRa NB-IoT
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低功耗低温二阶Sigma-Delta调制器电路设计
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作者 李华军 李敬国 +2 位作者 喻松林 杨德振 郭志强 《激光与红外》 北大核心 2026年第3期411-416,共6页
数字化读出电路是制冷型红外探测器的重要组成部分,它的本质是将模拟信号转换成数字信号,其中需要用到模数转换器(ADC)这个关键模块。常见的ADC中,Sigma-Delta ADC因其噪声整形和过采样技术简化了模拟电路结构,降低了动态功耗,成为低功... 数字化读出电路是制冷型红外探测器的重要组成部分,它的本质是将模拟信号转换成数字信号,其中需要用到模数转换器(ADC)这个关键模块。常见的ADC中,Sigma-Delta ADC因其噪声整形和过采样技术简化了模拟电路结构,降低了动态功耗,成为低功耗ADC方面的首选。因此,对Sigma-Delta ADC的主要部分-调制器进行研究,十分具有意义。调制器电路采用二阶CIFF结构、77 K温度下进行设计,采用浮动反向放大器(Floating Inverter Amplifier)作为积分器的运放。完成了调制器的行为级建模与参数设计;基于SMIC 0.18μm CMOS工艺进行了电路级设计与仿真。仿真结果表明,在5 MHz采样频率、256的过采样率下,调制器的功耗为114.5μW,SNDR为90.28 dB,有效位数为14.7 bit。 展开更多
关键词 低功耗 SIGMA-DELTA调制器 浮动反向放大器 CIFF
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低功耗蓝牙邻居发现协议时延研究与优化
3
作者 白韡 陈瑾 +4 位作者 李国鑫 何朝鑫 张舵 王旭健 宁丽娜 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期19-28,共10页
针对低功耗蓝牙邻居发现时延难以分析的问题,利用单信道邻居发现与多信道邻居发现时延、确定性周期广播模式与随机时延广播模式下时延的近似关系进行研究。将时延计算建模为块覆盖问题,得到确定性周期广播模式下多信道协议时延表达式。... 针对低功耗蓝牙邻居发现时延难以分析的问题,利用单信道邻居发现与多信道邻居发现时延、确定性周期广播模式与随机时延广播模式下时延的近似关系进行研究。将时延计算建模为块覆盖问题,得到确定性周期广播模式下多信道协议时延表达式。进一步,推导了能量效率最佳的工作参数。仿真结果验证了时延计算的准确性,并且提出的最佳工作参数在确定性周期广播模式与随机时延广播模式下均具有近似最高的能量效率。 展开更多
关键词 物联网 邻居发现 低功耗蓝牙 无线传感器网络 休眠机制
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面向4~60V宽电源范围应用的低功耗自启动使能电路
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作者 冯景彬 肖知明 赵越 《半导体技术》 北大核心 2026年第2期176-181,共6页
设计了一款面向4~60 V宽电源范围的低功耗自启动使能电路,该电路集成了低功耗偏置模块、输入电压钳位电路及高速比较器。通过耗尽型MOSFET堆叠结构产生与电源电压无关的偏置电流;利用电阻与齐纳二极管组成的电压钳位电路减小输入电流;... 设计了一款面向4~60 V宽电源范围的低功耗自启动使能电路,该电路集成了低功耗偏置模块、输入电压钳位电路及高速比较器。通过耗尽型MOSFET堆叠结构产生与电源电压无关的偏置电流;利用电阻与齐纳二极管组成的电压钳位电路减小输入电流;比较器通过默认电流比较输出固定电平,以实现自启动,通过动态调节电流形成迟滞,并结合内部节点限压提高响应速度。该电路采用TSMC 180 nm高压CMOS工艺制备,核心面积为0.064 mm2。测试结果表明:输入悬空时输出为低电平;当EN与ENCOM端口电压差低于2 V时输出高电平,电压差高于2.4 V时输出低电平。电路静态电流小于2.5μA,开关延迟低于50μs,适用于高压运算放大器、电源管理系统等需要高压工作与快速控制的应用场景。 展开更多
关键词 使能电路 低功耗 电压钳位 迟滞 高压放大器
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面向物联网应用的超低功耗3阶互调反向散射无源传感系统
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作者 黄瑞杨 武鹏德 《电子与信息学报》 北大核心 2026年第2期732-742,共11页
传统反向散射通信无法同步实现射频能量收集与传感信息读出,而基于有源标签的传感信息回传存在较高通信能耗。该文提出一种新颖的3阶互调(IM3)反向散射式无源传感系统,可在不影响射频能量收集效率的前提下实现传感信息低功耗读出。该文... 传统反向散射通信无法同步实现射频能量收集与传感信息读出,而基于有源标签的传感信息回传存在较高通信能耗。该文提出一种新颖的3阶互调(IM3)反向散射式无源传感系统,可在不影响射频能量收集效率的前提下实现传感信息低功耗读出。该文研究了整流电路中反向散射IM3产生机制,通过差频嵌入阻抗调控IM3信号转换效率,传感信息控制嵌入阻抗谐振频率变化,将传感信息映射到IM3信号强度凹陷点变化上,查询器通过扫描该凹陷点反演传感信息。实验结果表明,该系统能准确读取传感信息,能量转换效率仅比纯整流模式下降约5个百分点;在1 m无线传输距离下,反向散射IM3信号反演的传感电压与直接测量值误差小于5%,为解决同步能量收集与模拟量读出、低功耗信息传输问题提供了新方法。 展开更多
关键词 无源传感 无线数据和能量协同传输 射频能量收集 低功耗 3阶互调
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低功耗物联网研究综述:原理、架构与应用场景 被引量:3
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作者 骆东鑫 李晶 +3 位作者 徐勇军 陈莉 唐鹏 赵耘 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第5期976-988,共13页
随着物联网技术的蓬勃发展,大量终端设备广泛部署,海量终端设备能量补充难题以及频谱拥挤状况愈发突出。这些问题不仅限制了物联网的进一步发展,还对现有网络基础设施提出了严峻考验。低功耗物联网作为应对这些问题的关键技术,受到了广... 随着物联网技术的蓬勃发展,大量终端设备广泛部署,海量终端设备能量补充难题以及频谱拥挤状况愈发突出。这些问题不仅限制了物联网的进一步发展,还对现有网络基础设施提出了严峻考验。低功耗物联网作为应对这些问题的关键技术,受到了广泛关注。基于此,对低功耗物联网进行了研究。对低功耗物联网进行概述,包括其原理及多种低功耗通信技术;在现有研究成果的基础上,分析了低功耗物联网的主要传输架构;针对物联网中复杂的通信环境,给出了不同传播环境下低功耗物联网的通信架构;讨论了现有低功耗物联网的典型应用场景,展现其在多个领域的潜在价值;对低功耗物联网的未来研究趋势进行展望。 展开更多
关键词 低功耗物联网 低功耗无线通信技术 网络传输架构 可重构智能超表面
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基于传感器部署优化的农业温室环境低功耗监测方法 被引量:4
7
作者 张庆松 吴文娟 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期236-247,共12页
由于农业温室环境的设计模式较为多样,对传感器监测点的部署造成了较大的影响,导致监测结果准确度不高。为了缓解传感器部署不良的问题,提出基于传感器部署优化的农业温室环境低功耗监测方法。通过在农业温室环境内随机部署传感器监测点... 由于农业温室环境的设计模式较为多样,对传感器监测点的部署造成了较大的影响,导致监测结果准确度不高。为了缓解传感器部署不良的问题,提出基于传感器部署优化的农业温室环境低功耗监测方法。通过在农业温室环境内随机部署传感器监测点,并结合虚拟势场理论计算相邻传感器之间的虚拟力。建立部署优化的模糊规则,通过多次求解得到传感器部署优化策略。设计传感器数据在传输过程中的低功耗传输模式,利用传输得到的数据分析相应的农业温室环境状态。经过实践测试可知,应用该方法得到的监测结果与实际值高度一致,准确度较高,满足农业温室环境管理的现实需求。 展开更多
关键词 农业温室环境 温室环境监测 低功耗监测 传感器部署优化 传感器 监测方法
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面向低功耗嵌入式设备的高效说话人识别方法
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作者 娄路 沈燚 +2 位作者 魏文洁 胡振坤 隗寒冰 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第12期3458-3465,共8页
为解决说话人识别技术在嵌入式边缘设备中功耗高、实时性差的问题,提出了一种基于Tsetlin Machine(TM)算法的说话人识别方法。该方法通过将说话人语音特征进行二进制化处理并优化了布尔逻辑运算,以适应低算力嵌入式平台。在HI-MIA数据... 为解决说话人识别技术在嵌入式边缘设备中功耗高、实时性差的问题,提出了一种基于Tsetlin Machine(TM)算法的说话人识别方法。该方法通过将说话人语音特征进行二进制化处理并优化了布尔逻辑运算,以适应低算力嵌入式平台。在HI-MIA数据集和嵌入式平台上,实验结果表明,所提出方法的准确率达到92.2%,平均推理时间为146.9 ms,功耗为330 mW。与深度神经网络(deep neural networks,DNN)、I-vector和GMM-HMM等算法相比,在实时性、功耗和计算效率上表现出显著优势,为嵌入式边缘环境中的实时数据处理与决策任务提供了新思路。 展开更多
关键词 机器学习 说话人识别 嵌入式边缘端 低功耗 延时 现场可编程门阵列 神经网络
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基于低功耗蓝牙和超高频RFID等技术的节点地震仪移动终端平台
9
作者 庞聪 刘斯睿 +2 位作者 吴涛 李忠亚 江勇 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第8期867-874,共8页
针对无线节点地震仪在物探与地震监测过程中实时交互能力不足、功能匮乏的现状,设计基于Android的节点地震仪监控与野外布设综合平台。平台采用低功耗蓝牙(bluetooth low energy, BLE)通信技术,通过自定义加密无线通信协议实现移动终端... 针对无线节点地震仪在物探与地震监测过程中实时交互能力不足、功能匮乏的现状,设计基于Android的节点地震仪监控与野外布设综合平台。平台采用低功耗蓝牙(bluetooth low energy, BLE)通信技术,通过自定义加密无线通信协议实现移动终端与节点式仪器的数据通信与设备控制,完成对单点设备的单/三分量地震动速度信号实时显示、状态查询与单台/多台同步设置;应用超高频射频识别技术、QR扫描和电子地图实现野外快速布设节点地震仪阵列测线;应用SQLite数据库和本地文件系统实现测线可靠记录、参数设置和系统日志的管理。经测试,平台可提高节点地震仪器系统野外物探勘测和流动监测工作效率。 展开更多
关键词 节点地震仪 综合平台软件 低功耗蓝牙 超高频射频识别 系统软件集成
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低功耗矢量水听器采集与信号处理系统设计 被引量:1
10
作者 蔡兵兵 李世阳 +3 位作者 刘科峰 陈希 王斌 谭旭 《声学技术》 北大核心 2025年第3期386-394,共9页
自容式矢量水听器可以同时获取声压信号和三维矢量场信息,为满足水下长时间工作,对其数据采集平台的功耗、数据处理能力、同步实时存储速度提出了很高要求。而现有矢量水听器采集平台仍存在采集通道少、无法同时满足低功耗和时频域分析... 自容式矢量水听器可以同时获取声压信号和三维矢量场信息,为满足水下长时间工作,对其数据采集平台的功耗、数据处理能力、同步实时存储速度提出了很高要求。而现有矢量水听器采集平台仍存在采集通道少、无法同时满足低功耗和时频域分析的问题。因此,文章提出了一种基于STM32F407的自容式矢量水听器采集存储数据分析平台,不仅实现了八通道的同步信号采集与高速存储,还具有快速傅里叶变换及频域互谱分析、方位估计等功能。实验室与海上试验结果表明:该系统工作稳定,实现了八通道实时数据采集存储,各通道功耗约为0.16 W。在连续采集存储工作模式下,执行声压和振速联合时频域分析进行方位估计,本系统可工作10 d以上。该平台研究为矢量水听器水声信号长时间多通道同步采集、存储、特征提取和目标探测与识别奠定了良好的基础,也为多路标量水听器阵列的低功耗采集与信号处理提供了技术支撑。 展开更多
关键词 自容式矢量水听器 低功耗 信号处理 数据采集存储
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应用于边缘端视觉感知系统的低功耗片上缓冲存储器 被引量:1
11
作者 陈漠 张静 +2 位作者 王艳蓉 麦麦提·那扎买提 乔飞 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第9期3116-3125,共10页
视觉感知系统通过算法提取信息,但其能效受限于感知过程中数据转换与搬移的功耗开销。采用片上缓存实现边缘端系统中数据的存储与交互,通过减少对冗余信息的传输与搬运过程中的功耗,可有效降低系统的整体功耗。该研究提出了一种面向边... 视觉感知系统通过算法提取信息,但其能效受限于感知过程中数据转换与搬移的功耗开销。采用片上缓存实现边缘端系统中数据的存储与交互,通过减少对冗余信息的传输与搬运过程中的功耗,可有效降低系统的整体功耗。该研究提出了一种面向边缘计算的低功耗片上缓冲存储器(Cache)设计方案。该方案基于静态随机存取存储器(SRAM)单元,根据系统中二值神经网络层间数据量峰值,将缓存容量定制为40.5 kbit,集成在芯片内,专用于存储视觉感知系统的神经网络层间数据。针对传统单体式片上缓存功耗过高的问题,该方案采用分块式存储架构,依据二值神经网络最大池化层输出特征,将缓存阵列划分为8个独立可关断的72×72位子阵列。通过分块存储机制,数据存取过程中的动态功耗得到了有效降低。同时,该文进一步提出动态存储控制策略,利用卷积运算时层间数据量逐层递减的特性,在存取第2层卷积数据时,仅激活必要子阵列,由存储控制模块动态关闭未使用区块,实现功耗深度优化。在TSMC 180 nm CMOS工艺下仿真,结果表明时钟频率在10 MHz时,相较于单一式架构,分块式缓存在存储第1层卷积数据时,读写动态功耗降低64.97%;结合动态存储控制策略后,存储第2层卷积数据时的读写动态功耗进一步降低52.9%。该设计为边缘端视觉感知系统提供了高能效的片上存储解决方案。 展开更多
关键词 片上缓冲存储器 低功耗设计 静态随机存取存储器
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声纳阵列的低功耗高速网络数据存储系统设计 被引量:1
12
作者 刘善翔 郭世旭 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第6期62-66,71,共6页
为了满足高频声纳阵列多通道采集产生的高速数据存储需求,设计了一种低功耗高速网络数据存储系统。该数据存储系统选用ARM架构处理器及内部集成的交换机芯片实现数据接收与回传接口,选用SATA接口固态硬盘实现高速数据存储。软件设计中,... 为了满足高频声纳阵列多通道采集产生的高速数据存储需求,设计了一种低功耗高速网络数据存储系统。该数据存储系统选用ARM架构处理器及内部集成的交换机芯片实现数据接收与回传接口,选用SATA接口固态硬盘实现高速数据存储。软件设计中,采用Linux系统作为开发环境,采用数据包内存映射技术、直接I/O和乒乓缓存优化了网络存储路径,提高了数据存储效率,介绍了UDP数据包结构的设计。实验结果表明:研制的网络数据存储系统数据存储速率达到400 Mbit/s。在千兆网络速率下,丢包率小于0.000 2%,系统功耗小于7 W,具有集成度高、稳定性好、功耗低等优点。 展开更多
关键词 声纳阵列 ARM LINUX 数据存储 内存映射 低功耗
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多路采集的低功耗箭载监控系统设计 被引量:1
13
作者 段晓瑞 马游春 叶思楠 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第2期72-76,共5页
针对目前箭载无线传感器网络数据可靠采集与能源消耗间的矛盾,在研究Powerlink工业以太网特点的基础上,设计了多路采集的低功耗箭载监控系统。该系统将Powerlink网络搭载在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台,通过修改硬件参数,将Microblaz... 针对目前箭载无线传感器网络数据可靠采集与能源消耗间的矛盾,在研究Powerlink工业以太网特点的基础上,设计了多路采集的低功耗箭载监控系统。该系统将Powerlink网络搭载在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台,通过修改硬件参数,将Microblaze软核重新配置并规划FPGA片上资源,实现数据高速传输;采用实时时钟芯片DS1306部署多个自定义触发中断作为主节点唤醒标志信号,在保证系统可靠性的情况下,实现系统功耗动态管理。搭建实验平台对监控系统进行测试。实验结果表明:系统数据采集无误码,平均通信周期450μs,最大偏移量仅为25μs,启用功耗管理模块后,系统功耗降低54.6%,在一定程度上,可以改善传统传感网络在箭载监控过程中的局限性。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 无线传感 POWERLINK 高速传输 低功耗
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低功耗腕式个人剂量计设计及测试
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作者 陈嘉航 倪宁 +5 位作者 高飞 侯金兵 杨静 赵旭 王澎卫 刘佳瑞 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第8期1199-1206,共8页
针对当前个人剂量监测领域中的智能化、低功耗、便携性及多种健康数据融合监测的需求,提出一种腕式个人剂量计的电路结构设计方案。系统采用低功耗器件并辅以佩戴监测机制,实测辐射探测模块功耗为3.6 mW。集成健康监测芯片,实现对佩戴... 针对当前个人剂量监测领域中的智能化、低功耗、便携性及多种健康数据融合监测的需求,提出一种腕式个人剂量计的电路结构设计方案。系统采用低功耗器件并辅以佩戴监测机制,实测辐射探测模块功耗为3.6 mW。集成健康监测芯片,实现对佩戴者心率及血氧的数据监测功能。实测数据表明,本论文研制的个人剂量计在0.1μSv/h~12 mSv/h的有效测量范围内,相对固有误差、统计涨落及量值的一致性等关键性能指标均满足JJG 1009-2016规程的要求,未来可广泛应用于辐射工作人员的个人剂量监测中。 展开更多
关键词 闪烁体 硅光电倍增管 低功耗设备 个人剂量当量监测仪
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基于STM32的浮标低功耗及续航控制系统设计
15
作者 张峰 刘静晓 +2 位作者 李海兵 李海虎 李振 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第8期51-54,108,共5页
浮标采用蓄电池系统提供电能支持,通过太阳能电池板等为蓄电池进行电能补充,针对蓄电池受容量限制、太阳能电池板受气象环境影响等问题,设计了一种基于STM32F407VET6微控制单元的低功耗及续航控制系统。系统基于STM32F407VET6的低功耗模... 浮标采用蓄电池系统提供电能支持,通过太阳能电池板等为蓄电池进行电能补充,针对蓄电池受容量限制、太阳能电池板受气象环境影响等问题,设计了一种基于STM32F407VET6微控制单元的低功耗及续航控制系统。系统基于STM32F407VET6的低功耗模式,利用内置程序分析系统能量损耗,通过调整浮标内部各载荷运行状态来控制系统功耗,实现对浮标的续航控制,保证浮标系统的长期稳定运行。 展开更多
关键词 STM32 浮标 低功耗 续航
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基于独立线长预测信息的低功耗驱动FPGA聚类算法
16
作者 胡文庆 张娜 +2 位作者 张黎 郭晓阳 蒿杰 《现代电子技术》 北大核心 2025年第13期173-180,共8页
文中面向岛型FPGA的低功耗设计,提出一种基于独立线长预测的低功耗聚类算法。通过建立考虑拓扑结构、通路级差与重汇聚影响的线长预测模型,实现对互连线动态功耗的有效估算,并将高功耗互连优先聚类至逻辑块内,降低全局功耗。实验表明,... 文中面向岛型FPGA的低功耗设计,提出一种基于独立线长预测的低功耗聚类算法。通过建立考虑拓扑结构、通路级差与重汇聚影响的线长预测模型,实现对互连线动态功耗的有效估算,并将高功耗互连优先聚类至逻辑块内,降低全局功耗。实验表明,该方法在多个基准电路上相比传统P-T-VPack算法可显著减少动态功耗,特别是在时钟网络功耗方面效果更优。 展开更多
关键词 岛型FPGA 独立线长预测 低功耗 互连线 聚类 动态
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液压支架用低功耗无线压力传感器设计 被引量:2
17
作者 王洋洋 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第4期30-33,共4页
为解决液压支架控制系统中压力传感器布线成本高、线缆易损坏及维护困难问题,设计了基于低功耗技术的无线压力传感器,通过硬件电路原理及印制线路板设计降低功耗,嵌入式软件中设计了3种低功耗模式,并引入深度休眠机制,对低功耗设计后的... 为解决液压支架控制系统中压力传感器布线成本高、线缆易损坏及维护困难问题,设计了基于低功耗技术的无线压力传感器,通过硬件电路原理及印制线路板设计降低功耗,嵌入式软件中设计了3种低功耗模式,并引入深度休眠机制,对低功耗设计后的压力传感器的精度和功耗进行了测试,结果表明:该传感器误差不高于5 bar,低频及高频工作模式平均工作电流分别为51.11μA与414.41μA,电池续航时间满足液压支架控制系统的使用需求,该无线压力传感器的应用可有效减少液压支架控制系统的维护工作量。 展开更多
关键词 液压支架 压力传感器 无线传感器 低功耗 矿用
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电容器监测用小型低功耗取能线圈的研究 被引量:1
18
作者 徐辉 雷战斐 +4 位作者 史磊 赵欣洋 林丽妲 柴斌 秦有苏 《高压电器》 北大核心 2025年第8期114-119,共6页
为方便电容器在线监测信号取能,克服现有取能线圈功耗高、发热严重、结构复杂等缺点,文中采用直流侧磁通补偿技术,开发了电容器监测使用的小型低功耗取能线圈。首先,分析了电磁感应取能线圈最大功率及功耗与尺寸、负载的关系,提出了直... 为方便电容器在线监测信号取能,克服现有取能线圈功耗高、发热严重、结构复杂等缺点,文中采用直流侧磁通补偿技术,开发了电容器监测使用的小型低功耗取能线圈。首先,分析了电磁感应取能线圈最大功率及功耗与尺寸、负载的关系,提出了直流侧磁通补偿的方案,该方案通过限压电容器、防反二极管、迟滞比较器以及全桥整流器构成一个磁通补偿回路,可以动态的实现线圈主磁通的补偿,实现用小截面积的铁心在较大一次电流范围的取能,且不需要进行特殊的散热设计。然后用PSPice仿真验证了该方案的效果,并进一步进行了电路设计与试验,试验结果与仿真结果吻合,所设计方案具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 电容器在线监测 直流侧磁通补偿 取能线圈 小型 低功耗
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氮化硼个人剂量计低功耗前端CMOS芯片电路设计
19
作者 刘崭 刘海峰 +2 位作者 何高魁 黄鑫怡 孙佳宇 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期498-505,共8页
本文设计了一款针对氮化硼中子探测器的个人剂量计的低功耗、低噪声CMOS电子学电路。该电路主要包括低噪声电荷灵敏前置放大器、滤波成形电路、基准电流源及电压甄别电路。氮化硼中子探测器作为第4代宽禁带半导体核辐射探测器,具有较低... 本文设计了一款针对氮化硼中子探测器的个人剂量计的低功耗、低噪声CMOS电子学电路。该电路主要包括低噪声电荷灵敏前置放大器、滤波成形电路、基准电流源及电压甄别电路。氮化硼中子探测器作为第4代宽禁带半导体核辐射探测器,具有较低的室温漏电流,使其适合于常温下工作。该探测器无需额外的中子灵敏转换层可直接将中子信号转化为电荷信号。前端电子学电路将探测器的电荷信号转换为电压信号,经过整形放大后通过电压比较器输出脉冲信号进行计数。为确保低功耗,电路采用SMIC 55 nm CMOS工艺设计与制造,工作电压1.2 V,单通道电流186μA。放大部分采用增益自举结构对输入管噪声进行优化。提出了一种动态可调的反馈电阻结构,通过M1~M8晶体管构成的差分对与电流镜机制,结合低通滤波器抑制漏电流引起的基线漂移,显著提升了电路的稳定性与线性度,同时可有效补偿探测器漏电流。该电路的仿真测试表明零电容等效噪声电荷为3e-,噪声斜率为1.21e-/pF。每通道功耗为0.22 mW,输出转换增益为5 mV/fC,线性度小于1%。 展开更多
关键词 氮化硼中子探测器 个人剂量计 电荷灵敏前置放大器 噪声 低功耗 ASIC
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基于压缩感知的多路数字音频信号低功耗采集研究 被引量:1
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作者 哈筝 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期38-42,共5页
在多路数字音频信号采集时,每个通道都需要独立的模数转换器和信号处理电路,硬件的功耗也随之增加。针对该问题,提出一种基于压缩感知的多路数字音频信号低功耗采集方法。该方法主要设计一个多路数字音频信号采集装置,此装置接收差分电... 在多路数字音频信号采集时,每个通道都需要独立的模数转换器和信号处理电路,硬件的功耗也随之增加。针对该问题,提出一种基于压缩感知的多路数字音频信号低功耗采集方法。该方法主要设计一个多路数字音频信号采集装置,此装置接收差分电压信号,经过多路音频信号调理单元的运算放大器进行放大后,传输至使用低功耗逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)的多路数字信号采集单元,转换为数字音频信号。同时,设计多路数字音频信号并行压缩感知模型,对多路数字音频信号进行压缩,再传输至中央控制单元,信号经以太网芯片封装后上传至上位机。上位机利用多路数字音频信号并行压缩感知模型中逆压缩感知算法,将接收到的压缩信号恢复为高质量的原始音频信号,从而实现基于低采样率的低功耗信号采集。结果表明,所提方法在采集多路音乐数字音频信号时,功耗能够保持在较低水平,均值仅为0.42 mW,与其他方法相比功耗更低。 展开更多
关键词 多路数字音频信号 低功耗采集 压缩感知理论 模数转换器 采样保持电路 信号压缩 信号恢复
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