基于FPGA的简易触摸电子琴设计

简易触摸电子琴是以FPGA芯片作为系统控制核心,通过数控分频的原理实现音乐自动播放、琴键演奏的功能,有限状态机实现触摸控制和LCD显示驱动,再采用友晶科技的4.3寸液晶触摸显示屏(LTM)完成简易触摸电子琴模式选择控制和琴键显示控制。在DE0-Nano FPGA(Altera CycloneⅣ)开发板上的测试表明,所设计的低成本简易触摸电子琴可以实现触摸控制弹奏和自动播放乐曲的功能,同时具有较高的实用价值。     

低剩磁误差磁通门的激励电路研究

降低磁通门剩磁误差的有效方法是增大激励电流的峰值,但大的激励电流峰值将增大功耗.带有足够高峰值的尖脉冲激励电流能降低剩磁误差,同时也降低了功耗,但是降低了传感器的灵敏度而且信号的处理难度增加.一种有效的解决方法是采用激励调谐方法获得所谓理想激励波形.本文提出用激励电路产生高峰值和低有效值激励信号的方法.与调谐激励方法不同,该方法采用积分器和微分器对输入方波信号进行处理后相加,得到一种在峰值处叠加有尖脉冲的三角波信号.电路不用仔细调谐,且尖脉冲的峰值比较容易调节,方便对剩磁误差的研究.针对尖脉冲的峰值固定的情况,还提出了仅由两个电阻,两个电容和一个运算放大器组成的改进型电路.实验结果表明:采用本文激励电路,在10 mT的磁场干扰后,磁通门的剩磁误差为0.5nT.     

一种磁通门相敏整流电路研究

由单个运算放大器和单个模拟电子开关组成的相敏整流电路,具有电路简单,成本低的特点,常用于磁通门传感器处理电路中;由于电路结构的非对称性,在实际应用中其温度性能相对较差;文章在分析模拟电子开关导通和关断等效电阻对电路输入输出关系影响的基础上,提出了一种由单个运算放大器和两个模拟电子开关组成的对称相敏整流电路;在电路复杂程度增加不大的情况下,能较好地提高温度性能;实验结果表明:从-40~80℃的温度变化范围内,改进前电路零点漂移为65μV,改进后电路零点漂移只有6μV。     

基于DSP的数字磁通门传感器设计

针对传统磁通门传感器模拟电路受温度影响较大的问题,设计了一种基于DSP的数字式闭环磁通门传感器.传感器的模拟电路由AD转换器、DSP和DA转换器取代,滤波、相敏整流和积分等关键环节采用DSP软件编程实现,模拟电路的减少增强了系统的稳定性.传感器的精度和稳定性主要取决于位于反馈回路的DA转换器,采用高分辨率、高稳定的DA转换器芯片可有效提高传感器的温度性能.详细介绍了该磁通门传感器系统的硬件结构、软件设计和实验结果.结果显示:系统零点温度系数为8.9×10-7/℃,灵敏度温度系数为3.9×10-6/℃,25℃时线性度达到了9.4×10-5.