电容触摸屏测试中的激励信号发生器的硬件电路设计

电容式触摸屏由于它具有响应时间短和透过率高等特点,近年来已成为一种主流的触摸屏,在智能终端和手机等产品中得到了广泛应用。首先给出了对电容触摸屏进行测试的硬件电路结构,它主要包含激励信号模块、控制模块、检测模块、探针模块、存储电路、LCD显示、键盘输入模块、接口模块等多个模块;其次,给出了激励信号模块的实现方法,采用DDS芯片AD9954来产生多种频率的信号波形。实验结果表明所给出的硬件电路结构可以产生所需要的多种类型的信号波形。因此,通过采用FPGA和DDS芯片来对激励信号发生器的硬件电路进行设计,能够较好地满足实际的对电容触摸屏测试的要求。     

电力电容器在线测量仪的设计

设计了一种基于C8051F020单片机的电力电容器在线测量仪。该设计主要包含四部分:单片机模块、直流电源电路模块、信号调理电路模块和数据运算模块。创新点是将标准电容比对电路作为该测量仪的前置检测输入单元,采用同步采样技术,使得测量的电容容值不受电源电压波动的影响。该电力电容器可在线测量、精度高,具有很好的实用价值。     

用于电离层离子探测的多路微弱电流检测电路设计

针对电离层离子探测传感器对电流检测电路的需求,设计了一种适用于阻滞势电位分析仪和离子漂移计复用传感器的多路微弱电流检测电路。在放大模块设计中,分析并仿真对比了T型电阻网络和跨阻式电阻网络的噪声及直流偏置水平,研究了不同反馈电容下的噪声、带宽和时延等特性。为降低电路噪声水平,提高电路整体性能,设计了滤波模块、采集模块和高精密电源模块。实验结果证明：该电路系统具有良好的准确性、一致性、稳定性和实际应用性,可推广应用于电离层微弱信号检测领域。     

电容式微机械惯性传感器信号检测技术研究

针对具有差分电容接口的微机械惯性传感器提出了一种基于电荷放大器和相关检测技术的接口电路方案.采用电荷放大器作为电容-电压转换电路,来去除传感器本身以及传输导线引起的寄生电容的干扰.利用PSPICE模拟了桥路的不对称性对电路输出的影响,经过比较采用单载波差分电桥结构以进一步增大电容检测的灵敏度.采用相关检测技术进行解调,通过解调电路对前置输出电压和载波信号进行相关运算从而消除电路的宽频噪声;给出了包括布线、接地、去耦等电路工艺的设计原则.采用一组标定电容作为传感器的模型进行了实验,实验电路灵敏度可以达到195V/pF,最小分辨率为1fF.采用该方案能够满足对普通精度的电容式微机械惯性传感器信号的检测.     

高压驱动下介电弹性体电容检测系统北大核心CSCD

介电弹性体通常需要在kV级电压下驱动,但由于高压的存在,其驱动过程中的电容难以测量。对此,文中设计了一种高压驱动下介电弹性体电容的检测系统。系统以STM32F4为开发平台,硬件部分包括信号发生电路、差分采集电路和信号调理电路,单片机将硬件电路采集到的电压信号经过电容转换算法求得电容值后,通过串口通信协议传输给上位机。上位机由QT软件设计,能够实时显示电容数据并进行保存。经过实验测试,检测系统采集到的电容值与介电弹性体实际电容值误差小于3%,且具有良好的稳定性,为介电弹性体驱感一体化提供了技术支持。     

基于交流法的ECT成像系统的硬件设计

为了实现多相流流动过程的多参数测量,设计了一套用于气固两相流检测的双截面32电极电容层析成像系统。系统以STM32F4为开发平台,硬件部分设计了信号发生器电路、电容/电压(C/V)转换电路、信号调制解调电路、A/D转换电路、D/A转换电路、ARM与CPLD及其外围电路。系统采用交流法电容检测原理实现具有32个独立电容检测通道的电容测量电路,将采集的2层截面图像做相关计算,来获取截面成像的固相速度分布。最后对ECT成像系统的线性度和数据采集稳定性进行分析,经实验表明,该系统具有较高的一致性和稳定性。     

微电容检测电路的设计和噪声分析

微电容检测电路需要测量由电容式微机械超声换能器产生的高频微弱且夹杂噪声的信号,针对此问题,文中首先设计了基于跨阻放大的检测电路;然后构建了检测电路的等效噪声模型,并根据噪声理论和叠加原理,推导了电路的输出噪声计算公式,进而算出电路噪声电压;最后通过水下测试系统的搭建验证了微电容检测电路的可行性,并测得电路实际检测精度为5 n A,与理论计算检测精度为相同量级,证明了文中提出的噪声模型与计算公式的正确性。     

电容式触觉传感器微电容检测电路设计

电容式触觉传感器在进行触觉压力检测时,传感器的电容变化值为pF和fF数量级,变化较快,难以准确检测。为了实现对电容式触觉传感器微弱电容的准确测量,分别采用电容数字转换芯片AD7746和运算放大电路设计了2种电容式触觉传感器微电容检测电路,然后分别对它们的性能指标进行实验对比测试。实验结果表明:选用AD7746芯片设计的微电容检测电路的性能指标优于运算放大器设计的微电容检测电路的性能指标,且电路简单、体积小、便于集成化,为电容式触觉传感器信号的读取提供参考。     

高线性非接触式电容位移传感器

设计一种新型电容式微位移传感器,给出了检测电路.原理为20 kHz的正弦信号加在传感器上,传感器产生的交流电压与电容电极之间的距离成正比.电路包括正弦信号发生电路、精密全波整流电路、滤波电路和信号放大电路.实验证明：该传感器线性度小于3%,分辨率优于0.01 μm.     

基于厚膜电容传感的微位移信号处理电路设计

设计了一种基于电容数字转换芯片AD7745和单片机C8051F040微位移检测信号处理电路,给出了电容式微位移传感器的设计制备原理、C8051F040软硬件设计、输出转换电路的设计, 阐述了微位移检测电路信号提取及转换过程.实验结果表明:设计的微位移信号处理电路提高了厚膜微位移电容传感器的稳定性及抗干扰能力,并使传感器在量程100 μm的范围内线性度由6.10%提高到0.67%.     

多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究

文中针对输送带纵向撕裂检测问题,提出一种基于FPGA的多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究方案。采用FPGA XC3S500E芯片设计了采集控制模块硬件电路,包括CMOS图像传感器电路、信号调理电路、模数转换电路、信号采集控制电路和数据传输接口电路等。采用VHDL语言设计了FPGA软件,包括CMOS传感器驱动模块、模数转换驱动模块、乒乓存储模块等,并采用Modelism仿真工具对程序进行了时序仿真。经实验验证,该采集控制模块能够实现对多路线性CMOS信号的高速采集、实时存储和处理,满足系统对实时性和同步性的要求,可用于对多视点采集的同步性和实时性要求较高的工业检测系统。     

基于555多谐振荡器检测的碳纳米管湿敏传感器

针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器.首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管湿度传感器;然后,分别使用仪器及检测电路对传感器进行测试;最后,对传感器响应时间进行了测试与分析....     

新型室温红外探测器的微电容快速测试系统

新型室温红外探测器对8～14舯红外辐射具有快速灵敏的响应，设计出用于该探测器的微电容测试系统，能够快速灵敏地将探测器输出的电容信号通过C—f、f—V变换电路转换为电压信号，然后由A／D转换电路变为数字信号后传到PC机进行信号处理。给出了硬件电路的实现方法，其采样频率为10kHz，电容信号的分辨率为10fF．这种测试方法也适用于其他微小电容式传感器的快速检测。     

电容式微机械超声换能器的收发一体电路实现

电容式微机械超声换能器收发一体电路研究的难点为换能器模式的转换和高频微弱信号的检测。文中利用限幅原理设计了收发隔离电路,实现了换能器发射与接收模式的分离,并设计了基于跨阻放大的检测电路,实现了对高频微弱信号的提取,克服了以上难点。通过水下测试系统的搭建,对其进行实验验证,结果表明收发一体电路的检测精度可达到25 p F/s,同时该电路还具有良好的线性度和稳定性。     

基于CAV424的电容式压力传感器测量电路设计

随着差动式硅电容传感器广泛应用于各行各业中,对差动电容信号的检测至关重要.文中提出基于CAV424电容检测芯片作为前置检测单元,实现了电容压力传感器测量电路.该电路具有稳定性好,抗干扰性强,且通过非线性补偿有良好的线性.实验结果表明,实际电路与理论分析具有良好的一致性.     

基于嵌入式油品含水率检测系统的设计

文中设计了一种基于嵌入式的油品含水率检测系统。该系统硬件部分设计了电容-电压转换电路、温度测量电路、串口通信电路以及单片机最小系统电路等。通过设计的电容传感器来检测油中的含水量,把含水量的多少转换为电容传感器电容值的变化,最后根据相应关系计算出含水率。经实验研究表明,该系统含水率检测精度达到了0.01级,测量精度高、稳定性好。     

基于MS3110的差分电容检测方法研究及其电磁兼容性设计

介绍了电容检测芯片MS3110的内部结构与基本原理,设计了MS3110的参数设置电路与程序,并利用MS3110设计了莱插齿式电容微加速度计的信号检测电路,并对检测电路的电磁兼容性进行了专门设计,在转台上对该微加速度计的性能进行了测试,测试结果表明:该微加速度计的测量线性度为1.3%,刻度因子为0.185 V/g.     

基于智能控制的汽车防撞系统研制

采用单片机作为核心控制元件,对超声波传感器和红外传感器采集回来的信号滤波和分析计算;再转换成控制信号,经过放大驱动变换成可以控制电机转速的模拟信号控制汽车防撞以防追尾.其中采集的超声波信号经过核心电路、电源控制模块、检测反馈模块、电机驱动模块和液晶显示模块等模块,完成了对车距的检测;红外传感器采集和反馈的信号主要是车速的控制,防止车与车之间发生碰撞.同时,对车速智能控制系统进行了性能指标分析、可靠性设计、电路兼容性设计,并最终完成了整个电路的设计.试验结果表明,该装置性能可靠,分辨率高,控制准确,有效防止了车与车的相撞,保护了驾驶员的人身安全.     

基于硅微陀螺的环形二极管电容检测技术研究

针对电容式硅微陀螺在角速率激励下产生的电容变化量在微弱的aF量级,易受外界信号的干扰而湮没的问题,对传统电容检测方法与环形二极管检测方法进行分析对比,采用了电路结构简单、功耗低、易于集成的环形二极管电路完成电容检测,建立了环形二极管电容检测电路的数学模型,分析其参数对检测电路输出电压的影响,结果表明检测电容变化量、解调电容以及载波均对差分输出电压产生影响。进行电路设计时应同时考虑非线性及灵敏度的影响,保证动态灵敏度最高的范围内尽可能增大解调电容,有效改变电容转换增益的非线性,输出与角速度成线性关系的电压信号。     

基于FPGA的电容数据采集系统的设计

本文介绍了由FPGA、电源电路、电容/电压转换电路、高精度A/D转换电路等模块组成的电容数据采集系统。该系统以FPGA器件EP3C25为核心,基于DDS算法和D/A转换芯片DAC8830产生载波信号用于电容变化信号的调制,选用24位高精度A/D转换芯片进行电容调制信号的数据采集。详细阐述了系统的硬件设计方案和在Quartus II中利用Verilog HDL语言实现DDS算法和AD7767 A/D采样控制的软件设计方法。实际运行结果表明,该系统能对电容变化进行数据采集,具有精度高及抗干扰性强等优点。