一种具有偏置电流温度补偿的弱信号放大电路

对于工作在宽温度范围为25～175℃的核磁共振测井仪器微弱信号放大电路,随温度变化的偏置电流作用在不对称的差分信号源内阻上会对放大电路产生不同程度的干扰。基于低热阻封装的ADA4898-2低噪声运算放大器,设计一种带偏置电流温度补偿的微弱电压信号放大电路,其增益设计值85.8 dB。理论分析和实验室测试均表明,在输入信号电压幅度最小为百nV、频率范围为400 kHz～1 MHz时,偏置电流温度补偿电路有效地降低了偏置电流引入的干扰,且不引入新的噪声源,在宽温度范围为25～175℃下有良好的线性度和频率响应。     

高精度高边电流检测放大器的研究与设计

为了给高效率电源管理类系统中的控制环路部分提供电流检测信号,提出了一种高精度高边电流检测放大器的设计.该放大器的输入级采用共基极接法,针对高低输入共模电平两种情况,采用两种模式切换工作的方式来适应宽输入共模电压.同时,对系统拓扑进行改善,提高系统的电压增益精度.放大器具有输入共模电压范围广且与电源电压无关,对电流检测放大精度高等特点.设计已在1.5 μmBCD工艺下实现.测试结果表明,在0 V～20 V的输入共模范围内,芯片都能正常检测高边电流,且当输入共模电压超出电源电压时,芯片也能正常工作,系统对电流测量的增益误差在-0.08%～0.26%之内,实现了预期的性能指标.     

低电压低功耗恒跨导CMOS推挽运算放大器的设计与研究

本文设计和研究了一种新型的低电压低功耗且有恒定跨导的CMOS运算放大器，输入级采用电流镜技术的差分输入级结构，输出为推挽结构，其输入输出摆幅均为Rail-to-rail，工作电压为2．0V低电源电压，整个电路采用标准的中芯国际0．35μm CMOS工艺参数进行设计。     

自适应实用M-BUS主机接口电路设计

目前,市面上存在的M-BUS(仪表总线)相关方案,性能参差不齐,价格高昂,且普遍存在电路复杂、自适应能力低、固定电压电源供电等问题。为解决上述问题,设计了基于三极管的新型实用M-BUS主机方案,主机发送电路利用三极管的射级跟随特性实现电压调制和简化电路的目的,并设计快速放电电路以抵抗传输线携带的电容对电压下降速度的影响;主机接收电路通过对信号进行差分放大增加电路的自适应能力,并利用施密特触发器电路加强信号的抗干扰能力。通过以集成芯片TSS721为核心的从机对该主机的性能进行测试,该主机电路的静态消耗电流为10 mA,通信最大频率高于10 kHz,完全满足协议中300～9 600 bps通信速率的要求,可实现宽范围单电源供电,电压最低为20 V,完全可以满足目前市场需求。     

基于LabVIEW的光寻址电位传感器实时测试系统

以实现光寻址电位传感器(LAPS)实时测试为目的,设计了基于LabVIEW虚拟仪器平台的LAPS实时测试系统。采用LabVIEW软件控制数据采集卡输出光源调制电压、直流偏置电压驱动LAPS产生光电流,光电流经跨阻放大器转换成电压信号输出到数据采集卡A/D输入端进行采集。系统实时改变偏置电压,同时对该偏置电压下LAPS输出的光电流进行采集,并利用LabVIEW软件实时绘制LAPS的光电流-偏置电压(I-V)曲线。系统测试结果表明:LAPS实时测试系统能准确地检测出磷酸盐(PBS)缓冲液的浓度,实现了测试过程的自动化和测试结果的实时显示。     

光纤光栅传感弱信号探测电路的设计与优化

光纤光栅信号的探测电路设计是实现物理量高精度检测的重要环节。针对高频、高灵敏度、高信噪比的检测需求,利用负向偏置的光电二极管和运算放大器设计了光电转换电路,滤波电路采用压控电压源二阶低通巴特沃斯型滤波器,频率响应范围为0~200 k Hz。实验结果表明,电路对静态和动态冲击信号都有较好的检测效果且保持较高的信噪比,为进一步信号的分析和处理提供了良好的前提。     

基于电容式微机械超声换能器的脉冲回波接收电路设计

电容式微机械超声换能器(CMUT)是一种新型超声换能器,具有高带宽、易与前端放大电路集成等优点,CMUT通过输出微弱的变化电流实现超声波回波检测。根据CMUT工作在发射与接收模式的特点,设计了一种具有发射开关保护功能和跨阻放大器的脉冲回波接收电路。波特图测量表明该电路的最大增益为39 dB,-3 dB带宽为24.2 MHz,涵盖了医学与工业超声检测常用的频率范围。分别对5.8 MHz和9.4 MHz的CMUT进行脉冲回波实验测试,测试结果表明：在CMUT发射模式下,该电路能够防止高压发射脉冲损坏后级的跨阻放大器电路;在CMUT接收模式下,该电路能够有效地将微弱电流信号转化为电压信号并进行放大。因此该电路能够用于CMUT的脉冲回波信号处理。     

基于UCC2818A的大功率有源校正电路设计

功率因数校正(PFC)技术能提高电源设备的利用率、减少谐波,在实际应用中,传统型单相有源功率因数校正主电路存在二极管反向恢复产生的电流冲击等问题.分析设计了一种基于UCC2818A的宽电压范围输入、稳压输出375 V的有源功率因数校正(APFC)电路,详细叙述了其主电路的设计方法,包括开关频率选择、PFC电感设计、功率开关管和二极管的选择等.实验结果表明:所设计的大有源功率因数校正器能在170～270 V的宽电压输入范围内得到非常稳定的380 V直流电压输出,并使得功率因数达到0.99,解决了电流冲击等问题,提高了大功率功率因数校正主电路的可靠性.     

一种微振动光纤传感系统信号预处理电路

长距离分布式微振动光纤传感系统的系统噪声的重要产生原因是光源噪声。为了消除这类噪声,设计了预处理电路将一路光电信号转化为两路差分信号。电路将输入的光电流通过对管结构形成差分电流再分别转换成电压信号输出。仿真结果显示该电路可成功的输出两路差分信号,且带宽、增益和信号处理能力都比较强。     

经济型数控车床的维修

改装C6140等车床的MCS—51单片机控制系统的主机芯片为8031,晶振频率为11.05962MHz,外设EPROM用两片2764,RAM电路中用一片6264,扩展口I/O用一片8155连接显示屏、键盘。用一片8255控制步进电机的驱动功率放大器,收信口接受光电脉冲发生器的输入信号,发信口控制刀架运转定位。输入电压为220V;功放电源电压为     

基于555定时器的多波形信号发生器设计与实现

函数信号如正弦波、方波、三角波等在电子电工实验中经常作为信号源输入。函数信号可由多种不同的电路设计产生,如用集成运算放大器组成的RC桥式振荡电路,也可由集成芯片8038组成的信号发生器。提出用555定时器设计一种多波形信号发生电路,该电路输出波形的频率约为1 kHz,幅度在0～0.2 V之间可调。     

铯光泵磁力仪光电检测电路噪声特性研究

光电检测电路噪声性能是影响磁力仪灵敏度的重要因素。基于M_x型铯光泵磁力仪光电信号的特点,对磁力仪光电检测电路噪声来源进行分析,建立了基于跨阻放大电路的等效噪声模型,推导出电路信噪比及输出噪声频谱特性,并分析各噪声分量在总噪声中的比重;根据磁力仪拉莫尔信号频带范围,设计研制了具有低噪声性能的光电检测电路并应用于铯光泵磁力仪。测试结果表明,所提噪声模型理论分析和实验结果一致,基于跨阻放大的光电检测电路,其低频段噪声主要由等效电流噪声决定,随着频率升高,放大器等效电压噪声逐渐起主要作用。进一步的野外实验表明,基于光电检测电路所研制的光泵磁力仪噪声达0.6 pT/√Hz,与国外同类产品CS-VL水平相当。     

光电式甲醛监测系统中信号调理电路的设计

根据光电式甲醛检测原理和探测光束的特点，设计了光电式甲醛浓度测量传感器信号调理电路，该调理电路主要由光电探测器前置放大电路、窄带有源滤波器和精密交流信号-直流信号转换电路3部分组成。基于OP07运算放大器设计的交流信号-直流信号转换电路等效净输入信号小于0．3μV，降低了甲醛测试系统检测限，提高料测试精度。以此信号调理电路构成的系统，实验标定的甲醛浓度的检出限低于2μg／L．     

基于FPGA的多路光电编码器数据采集系统

研究了能够同时时多路光电编码器脉冲信号进行细分、计数以及传输的数据采集处理系统.提出了以高度集成的FPGA芯片为核心的设计方式,实现6路光电编码器信号的同步实时处理.坐标测量仪的6个编码器传出的数据完全在FPGA芯片中进行细分、辨向、计数以及锁存传输处理,最后所得的数据以串行通讯的方式传送到PC机.设定了FP-GA芯片外围电路和PC机数据接收程序的功能.     

闭环加速度计CMOS接口电路

采用高压18 V CMOS集成电路工艺,设计了一种开关电容闭环加速度计接口电路芯片。芯片电路中包括开关电容型电荷敏感放大器,PID控制电路以及相关双采样电路。采用相关双采样技术并用大面积PMOS晶体管作前级放大器输入级来消除放大器的1/f噪声、失调电压及KT/C噪声;用高环路增益及静电力平衡技术消除后级电路的1/f噪声、电荷注入和时钟馈通。在相同电极的条件下,利用电荷检测与静电力反馈时域分离法,有效地消除了驱动馈通的影响。设计的芯片采用18 V电源电压供电,闭环加速度计刻度因子为420 mV/g,噪声密度为10 μg/ Hz ,芯片面积为15.2 mm²。     

一种微机电源的LDO设计与实现

针对微机电源稳压性能较差的缺点,设计一款输出电压为5 V,最大输出电流为1 A的低压差线性稳压器(LDO)。通过选择误差放大器、反馈电阻网络、大功率N沟道MOS管作为调整管;采用具有过温、限流保护功能的芯片和外围电路构成基准源电路,改善了稳压器的线性调整率。测试结果表明,室温下输入电压为5.5~25 V时,输出电压稳定在5 V,负载为5Ω时电压调整率为0.6%,显示出良好的稳压性能。     

基于集成芯片的细胞生理参数自动分析仪的硬件设计

基于集成芯片的多功能细胞生理自动分析仪需要对微电极阵列传感器(Microelectrode Array Sensor, MEAS),光寻址电位传感器(Light-Addressable Potentiometric Sensor,LAPS)和细胞电阻抗传感器(Electric Cell Substrate Impedance Sensor, ECIS)3类传感器的输出信号进行检测.文中介绍了针对MEAS设计的专用前置放大电路;针对LAPS和ECIS,以AD5933集成阻抗转换芯片为核心,设计了电压衰减(增益)电路、电压偏置电路、频率扫描电路和偏压扫描电路,信号的放大采用了微弱电流采样技术.利用MSP430单片机编程实现了对整个系统的控制及与PC机的通讯.最后完成了对硬件系统的测试,结果表明文中的设计基本达到了系统检测的要求.     

高温200℃测井仪器微弱电压信号放大电路设计

针对高温(200℃)测井仪器中的微弱电压信号检测问题,设计一种测量放大电路,包括由并联仪用放大器组成的主放大器、带通滤波器和差分输出电路。实验表明:该电路输入信号幅度范围为40 n V~10μV,频带为500 k Hz~1 MHz,接收电路增益为92 d B,可在环境温度为200℃时可靠工作,信号频带内增益随温度变化小于0.5 d B,满足实际测量要求。实验结果与理论分析和数值计算相符合,可以为高温(200℃)测井仪器中的微弱电压信号测量技术领域的研究工作提供参考。     

一种低功耗多功能开关电流型FPAA的设计EI北大核心CSCD

针对现有的开关电流型FPAA功耗大、电路性能不高、功能有限和灵活性不足等问题,设计了一种基于class AB栅极接地开关电流存储电路的FPAA。设计的class AB结构克服了偏置电流必须高于输入信号电流的限制,可以减少阵列的功耗;栅极接地技术有利于消除输入-输出跨导比误差,提高阵列性能。设计了具有可编程电流缩放单元的可重构模拟单元,提高了阵列的灵活性,扩展了阵列功能。在3×2规模的FPAA上,重构实现了模拟滤波器和可编程FIR滤波器,仿真实验结果证明了所设计开关电流型FPAA是有效可行的。与传统开关电流型FPAA相比,实现相同功能电路的功耗降低了50%以上。对FPAA中CAB进行了物理验证,成功重构实现一种电流放大器,结果表明放大器增益可调。     

高分辨率CCD芯片FTF4052M的驱动系统设计

CCD芯片的驱动系统是数字航测相机的核心部分,它关系到整个相机的性能和技术指标。介绍了高分辨率全帧CCD芯片FTF4052M的内部结构和驱动时序,采用集成芯片设计了该CCD芯片的驱动电路并应用于数字航测相机系统,其中包括驱动电路的时序设计和所需偏置电源的设计。集成芯片SAA8103为驱动CCD芯片提供脉冲信号,与TDA9991协调工作产生CCD垂直行驱动时钟,与74ACT04芯片配合产生驱动CCD芯片的水平像素转移时钟。实验结果表明,此CCD驱动系统采用大规模专用集成芯片进行设计,具有性能好,功耗低,体积小的优点,能够输出两路CCD电压信号,数据输出速率达2帧/s,满足了数字航测相机系统的设计要求。