高性能微加速度计接口电路的研究

介绍一种可用于微机械电容式加速度计检测的接口电路，该电路利用电荷放大器把电容变化转变成电压变化，再对被加速度信号调制的载波信号进行解调，经过低通放大滤波，最后得到与加速度信号成正比的直流电压信号，具有测量差分电容变化的功能和灵敏度高、线性好的特点。整体电路通过Pspice进行了仿真，优化后制成PCB板进行实验。实验结果线性度为5％，灵敏度为19．5V／pF，表明该电路是一种具有实用价值的电容式加速度计检测接口电路。     

静电悬浮转子微陀螺微位移信号检测系统的设计

为实现对悬浮转子微陀螺转子五自由度的测量,提出了一种频分复用的微位移检测原理,主要介绍了多频率信号发生器,前置放大器,锁相放大器组成的测试系统,设计了一种基于DDS技术的多频率信号发生器和基于锁相放大原理的解调电路。实验和分析结果表明,该电路能实现多自由度微位移检测,设计的多频率信号发生器的频率分辨率能达到0．005821Hz,相位分辨率可以达到0．006rad,检测轴向灵敏度为1．34V／μm,检测径向灵敏度为0．092V／μm,测量电路的轴向位移分辨率为0．45nm,径向位移分辨率为6．6nm,转角的分辨率为0．25μrad,位移检测电路的分辨率,灵敏度和测量范围能够满足静电悬浮转子微陀螺的控制需要。     

星载静电加速度计的支承技术研究

以高精度重力测量为目标，研究基于静电悬浮的卫星重力探测技术。首先给出了静电加速度计的硬件电路，包括高精度位移测量电路、数字化控制电路以及静电力发生器。然后在分析了静电支承特性的基础上，将其工作状态分为起支和支承两种状态，并设计了相应的数字控制器，保证系统可靠悬浮。仿真和实验结果表明，转子支承中心的重复性优于0．01μm，支承电压的重复性优于0．5‰，48h稳定性优于2‰，满足星载静电加速度计的需求。     

电流激励神经信号重建系统

本文采用CSMC 0．6μm CMOS工艺设计了一种电流激励神经信号重建系统,适用于卡肤电极系统,包括增益可调的神经信号检测电路、单位增益缓冲级、强负载能力的FES跨导放大电路、负反馈控制的偏置级和输出前馈结构,工作于5V/±2．5V。经时域仿真验证,电路频率响应带宽设计为0．1Hz-10kHz,输出电流最高可达1mA,电路跨导最大可达0．7S,输入失调电压为0．83μV,共模抑制比为-93．82dB。性能满足神经信号重建系统的要求,将用于重建动物实验。     

高压电力线路相位无线检测方法的研究与实现

本文提出一种高压电力线路相位无线检测的新方法，该方法由2个发送装置和1个接收装置组成，发送装置主要利用电磁耦合和限幅电路采集电网电压信号，将采集到的电网电压信号进行ASK调制发送到接收装置，接收装置将接收到的来自2个发送装置的电压信号进行解调，解调后恢复原来相位信号进行实时比较得到相位脉冲信号，从而间接地实现了对被测线路不同相之间的相位进行检测，发送模块采用高频发送来解决强磁场干扰问题，利用该技术已成功地开发了高压电力线路无线核相仪，该装置可以方便地对电网并网合闸进行检测。     

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。     

运用于MEMS磁传感器的数字锁相放大器

文中研究了用于静电驱动-电磁感应敏感的MEMS磁传感器的数字锁相放大器电路。为了对该种传感器输出自调制的信号进行解调,基于ARM微控制器设计了一种无需相位调整的双路数字锁相放大器。在参考通道的设计中,将驱动传感器处于谐振状态的正弦信号转为矩形波信号。应用电路测试结果表明:传感器输出信号的非线性度达0.23%,迟滞性误差和重复性误差分别为0.09%和0.29%。数字锁相放大器能够有效而稳定地解调MEMS磁传感器输出信号,为具有输出信号调制特点的传感器提供一种可行的数字信号处理方案。     

电容式加速度计读出电路芯片设计

针对实验室的差分电容变化量为fF量级、频带宽度为0~20kHz的电容式加速度计,设计了一种可以有效减少噪声、失调电压和寄生电容影响的读出电路。该电路由开关电容积分电路、低噪声运放和单位增益采样保持电路组成。在0.5μm 2P3MCMOS工艺下完成该电路设计,通过仿真结果表明,该电路的输出电压与差分电容变化量成很好的线性关系,可以检测差分电容变化量达到fF量级。     

一种低成本AGC电路研制

在微弱信号检测中,当输入信号变化范围很大时,固定增益放大电路不能满足要求,必须采用自动增益控制(AGC)电路。在对AGC电路进行研究后,提出了一种低成本的AGC电路,仅采用1个LM324集成块。其中,二级运放放大输入信号,一级运放产生控制电压。实验表明,电路增益在43~68dB之间自动变化,AGC控制达到25dB。可作为一般弱信号检测放大电路。     

基于电流信号的液压设备状态监测技术研究

通过大量理论研究与试验验证发现机械工程中液压设备的许多故障信息是以调制的形式存在于所监测的电气信号及振动信号中,借助硬件解调电路及软件希尔伯特变换对这些信号进行解调处理,通过监测调制信号以达到对整个液压系统的状态监测。该文介绍了硬件解调电路、希尔伯特变换的解调原理以及基于电流信号借助DSP的电动机功率监测的方法。