基于FPGA和DSP的激光陀螺信号处理电路设计

研究机械抖动激光陀螺的信号读出系统,设计激光陀螺的信号处理电路。光电转换后的微弱电流信号经过前置放大电路转化为电压方波信号,在FPGA中进行鉴相解调以及可逆计数,最后由DSP实现机抖偏频解噪和低通数字滤波。与激光陀螺联合测试并将结果输出至上位机,结果表明设计的电路实现了对激光陀螺输出信号的有效采集,满足激光陀螺功能测试的需要。     

超高真空计微弱离子流检测技术研究

在超高真空环境下，Bayard-Alpert型电离真空计通过电离气体分子得到的离子流信号十分微弱，且极易受到干扰。介绍了一种用于超高真空测量的微弱信号检测系统，包括测量电路、调零电路与处理模块。该系统采用高精度放大器与高绝缘继电器，可以实现微弱信号的精密放大，满足mA级至亚pA级范围的宽量程电流信号检测；能够自动完成测量档位的切换、系统调零、数据处理与真空全压力值计算，测量下限可达10^-13A量级，可用于超高真空计离子流的精确测量，具有良好的线性及稳定性。     

电磁驱动微机械陀螺接口电路的研究

电磁驱动电容检测的力平衡微机械陀螺相对于压阻检测等方式的其他形式的微机械陀螺来说,具有高灵敏度及高精度的突出优点,但是其接口电路也比较复杂.这一接口电路从功能上可分为驱动电路和检测电路两个部分:驱动电路的主要功能是使微机械陀螺产生在驱动模态固有频率下的振幅稳定的正弦振动;检测电路的主要功能是拾取陀螺所产生的角速度信号....     

电阻网络对光电检测电路直流偏置的抑制作用

为了对微弱光信号进行提取,设计了具有100dB通频带增益的跨阻放大电路,并针对一般光电检测电路存在的直流偏置现象进行了分析研究,提出了利用T形电阻网络代替孤立反馈电阻的新型电路结构。利用Pspice软件对电路进行了仿真,结果表明引入T形反馈电阻网络在抑制光电检测电路直流偏置方面具有显著的效果。     

微电流测量方法探讨

本文介绍了微电流的主要的几种测量方法,包括高阻抗负反馈运放放大法、开关电容积分法、运算放大器I-F转换换法、运放差分电路I-V变换法。详细的分析了各个测量方法的电路构成和放大转换原理,同时对各测量方法的优、缺点进行和各自不同的适用场合进行了比较。本文分析为研究和研制电路较简单、精度较高、成本较低、寿命较长的微电流检测仪器具有比较现实的指导作用。     

一种隧道式硅微加速度计隧道电流处理电路的设计

本文研究了一种隧道式硅微加速度计隧道电流处理电路.与多数处理电路不同的是,本文以精密仪表运放为核心,设计了一种低温漂,高放大倍数的纳安级电流放大和反馈电路,该电路包括A/V转换、差分放大、信号滤波、电压跟随、电压反馈五部分组成,电路采用了尽量少的分立元件.分析了隧道电流与反馈控制电压及隧道电极问距离的关系.实验证明,该电路不但能榆测并放大纳安级的电流,而且能为隧道式硅微加速度计提供适当的反馈电压,其温漂系数小,体积小,可用作隧道式硅微加速度计隧道电流的处理电路.     

基于峰值检测的MEMS器件微弱电容检测电路

针对MEMS器件研制中微弱信号的检测问题,提出了一种适用于电容式MEMS器件的微弱电容检测电路.此电路采用峰值检测技术,原理及结构简单;只检测待测电容的变化量,既可用于差分式检测,也可应用于单一待测电容的情况.首先利用正弦载波信号和微分电路对电容量进行载波调制,再通过减法电路得到幅值与电容变化量成比例的正弦信号,最后采用峰值检测方法解调信号,得到直流量输出.利用微小可调电容进行标定,结果表明检测电路的线性度良好,灵敏度约为3.631V/pF,精度达到0.2%.利用该检测电路检测MEMS陀螺上振动频率为2.85kHz的梳齿驱动器的电容量变化,输出信号频率为（2.85±0.02）kHz,误差低于0.7%,说明该电路能够应用于MEMS器件的微弱电容检测.     

高灵敏度测氡脉冲电离室前置放大器设计

针对主流的商用测氡仪器在测量低浓度氡时精度低的问题,基于新型离子脉冲电离室输出信号特点,设计了一种基于集成运算放大器TL071的高灵敏前置放大电路.该前置放大器由电流电压转换、放大电路以及时间常数相同的CR-RC积分、微分滤波成形电路构成.使用Multisim10对其增益、幅频特性、失真度、信噪比以及输入阻抗等性能进行仿真与测试,结果表明:此前置放大器能将pA级的电流信号转换为电压信号并放大到V级,输入阻抗约为105 MΩ,电路失真度理论值可以达到O％,信噪比可达到100 dB.     

硅微机械陀螺的差分电容信号处理技术

本文针对电容式微机械陀螺的接口电路设计、闭环驱动、微弱信号检测和处理等问题开展研究。在充分满足陀螺本身工作需要的甚础上设计并实现了它的接口电路。同时进行了初步的实验分析。得到的结果显示它基本完成了驱动陀螺并且解调检测陀螺信号的功能，并且取得了测试结果。     

基于跨阻放大器的动态微弱电容检测电路

基于MEMS技术的微电容超声传感器(CMUT),因具有易制造、易阵列化、噪声低、稳定性好以及批量化生产等众多优点,成为未来高频超声传感器发展的主要方向.本文介绍了微电容超声传感器的工作原理,提出了跨阻放大器检测电路,它能将电容信号转换为相应的电压信号(C/V转换),再通过放大、滤波得出电容的变化量.该电路能很好地抑制杂散电容的影响,有很好的线性和稳定性,在400kHz的超声波作用下的灵敏度为1.64mV/fF,基本满足对超声传感器电容变化量的检测.