Ανίχνευση παλμών μεγάλης ταχύτητας (burst mode) για μέτρηση αισθητήρων
Loading...
Date
2026-07-01
Authors
Ζώτου, Δανάη
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά τον σχεδιασμό και την προσομοίωση ενός αναλογικού συστήματος ανίχνευσης σημάτων μεγάλης ταχύτητας, με έμφαση σε σήματα τύπου burst mode. Τα σήματα αυτά χαρακτηρίζονται από μικρή χρονική διάρκεια, μη περιοδική εμφάνιση και συχνά χαμηλό πλάτος, συγκρίσιμο με το επίπεδο του θορύβου. Επομένως, η αξιόπιστη ανίχνευσή τους απαιτεί ηλεκτρονικές βαθμίδες με μεγάλο εύρος ζώνης, γρήγορη απόκριση και κατάλληλη ικανότητα διάκρισης μεταξύ χρήσιμου σήματος και θορυβικών διαταραχών.
Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική αποτελείται από τρία βασικά στάδια: τη δημιουργία και μοντελοποίηση του burst-mode σήματος εισόδου, το στάδιο ενίσχυσης και το στάδιο σύγκρισης. Για τη δημιουργία της εισόδου χρησιμοποιήθηκαν παλμικές πηγές διαφορετικών χαρακτηριστικών, αναλογικός διακόπτης ADG1434 και θορυβική συνιστώσα, ώστε να προσεγγιστούν ρεαλιστικές συνθήκες λειτουργίας αισθητήρων. Παράλληλα, υλοποιήθηκε μοντέλο στο MATLAB/Simulink για την ευέλικτη παραμετροποίηση των παλμών, του θορύβου και της burst λειτουργίας.
Το στάδιο ενίσχυσης βασίζεται στον Current Feedback Amplifier AD8009, ο οποίος επιλέχθηκε λόγω της καταλληλότητάς του για γρήγορα αναλογικά σήματα. Στο στάδιο σύγκρισης εφαρμόζεται η τεχνική Time over Threshold, μέσω της οποίας η αναλογική πληροφορία μετατρέπεται σε χρονική πληροφορία, με βάση τη διάρκεια παραμονής του σήματος πάνω από προκαθορισμένα κατώφλια. Επιπλέον, εξετάζεται η τεχνική Multiple Time over Threshold με χρήση πολλαπλών συγκριτών και κατωφλίων.
Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων δείχνουν ότι η προτεινόμενη αναλογική αλυσίδα μπορεί να αποτελέσει κατάλληλη βάση για την ανίχνευση σύντομων και ασθενών burst-mode σημάτων σε θορυβώδεις συνθήκες. Η εργασία αναδεικνύει τη σημασία της επιλογής κατάλληλων στοιχείων, της ρύθμισης των κατωφλίων και της διατήρησης της χρονικής πληροφορίας του σήματος. Μελλοντικές επεκτάσεις περιλαμβάνουν την περαιτέρω ανάπτυξη του μοντέλου σε Simscape Electrical και τη φυσική υλοποίηση του κυκλώματος.
Description
Keywords
Σήματα μεγάλης ταχύτητας, Αναλογική ανίχνευση, Ενίσχυση σήματος