三极管非线性放大失真特性研究

本系统依据三极管的工作特性,借助了可调电阻和模拟开关的结合,设计了一种三极管非线性放大失真研究装置。利用了STM32单片机的编程与数据处理能力,完成了对电路的控制和数据分析。研究了三极管放大电路多种失真的现象,分析每种失真的原因和正常放大的条件,实现了控制、测量、分析的一体化,并将失真波形与其THD值直观地展示。该装置简便了三极管放大特性的研究,提供了一个高效的集成自动化平台。     

激光二极管驱动电源的设计

设计实现了分布式光纤测温系统(DTS)中的激光二极管驱动电源。首先研究激光二极管对驱动电源的要求及技术指标,比较目前几种设计方法的优缺点,分析雪崩三极管的工作原理和参数选择因素,并选择雪崩三极管ZTX415,最后由同步触发信号产生电路、预雪崩电路、雪崩电路三部分设计实现了激光二极管的驱动电源。其中预雪崩电路采用开关三极管获得纳秒级脉冲并进行功率放大,降低了对雪崩三极管的参数要求。实验结果表明,设计合理,参数正确,并已成功应用于光纤测温系统中。     

基于LM3S101处理器的温度测量模块设计

为了提高温度测量的精度,简化硬件电路设计,提出了以32位ARM处理器LM3S101为核心.以热敏电阻为温度传感器的温度测量模块设计方案.该测温模块通过采用RC充放电方式实现热敏电阻阻值的获取,避免使用A/D转换器,简化了硬件电路;数据处理通过对热敏电阻测温曲线的分段线性化及加窗平滑滤波的方式实现,减小了处理误差,提高了测温数据处理的精度和可靠性.所设计的测温模块经实验测试,测温精度能够达到0.2℃,工作稳定,可应用于各种需要温度测量场合.     

具有寄生电阻消除功能的远端测温芯片

设计并流片实现了一款具有寄生电阻消除功能的远端测温芯片.分析了远端测温原理和寄生电阻对测温精度的影响,利用差分结构采集远端三极管产生的温度信号.采用一阶∑-△模数转换器(ADC)将温度信号进行量化,并使用寄生电阻消除技术降低寄生电阻对测温精度的影响.该芯片采用0.18 μm BCD工艺设计并流片,测试结果表明,当远端三极管在-40℃下,使用寄生电阻消除技术可以将1.5 k-Ω寄生电阻对测温精度的影响降低到0.5℃以内;远端三极管在-40～125℃温度范围内,消除寄生电阻影响后远端测温芯片的3σ误差小于±0.6℃.     

人工气候室温度检测电路的设计及干扰校正算法

如何对温度实现高精度的检测和大范围的调节是人工气候室监控系统设计的关键，针对人工气候室温度控制的特点，分析了通用桥式温度检测电路存在的干扰特性，通过单片机实现无触点开关的关闭控制，设计出含参照桥臂的改进型数字温度检测电路，并给出了一种测温电路误差校正的三拍算法，该方法在LRH-250-GSI型智能人工气候室的温度控制系统设计中得到成功应用，实验结果表明，基于改进电路结构的误差校正三拍算法为提高传统桥式测温电路的温度检测精度提供了一条有效的途径。     

一种基于热电偶CJC测温电路的设计

针对太空飞船大底区实时环温监测的特殊要求及常见温度传感器存在测试精度低,稳定性差等问题,设计了基于热电偶测温原理的自动CJC电路方案。详细介绍了自动冷端（基准结）补偿式测温电路的设计思路,对于热电偶本身的测量的非线性特性采用分段线性拟合校正算法,并对线性算法处理后的温度的非线性度和高低温误差精度通过了实验验证,符合设计要求。而在太空飞船大底区温度测量环境属于强RFI（射频干扰）环境,极易导致电路中仪表放大器内部射频整流,从而导致输出电压失调。为此,在电路输入前端专门设计了RFI低通滤波器,滤除高频射频信号。基于热电偶CJC测温电路已成功应用于工程实践中,测温范围-60~1300℃,测量精度优于1℃。基于热电偶CJC(冷端补偿)测温电路为温度的精密测量提供了一种快速、有效、精确的手段。     

基于PID神经网络的热电偶数学模型研究

为提高热电偶的测温精度,首先介绍了热电偶测温数据处理的一般情况,在总结对比现有方法的优缺点基础上,对如何选取热电偶标定点的问题进行研究。设计了实际多路电偶数据采集电路,并对采集的数据进行了分析处理,运用PID神经网络建立热电偶的数学模型。通过实验验证,这种方法的测温精度较高,能满足实际对宽范围高精度的温度测量需要。     

基于FPGA延迟时间插入法实现精密时间测量

本文给出了基于延迟线的高精度时间间隔测量方法,设计了高精度的同步电路,并利用FPGA芯片实现了精度为1laS的精密时间测量,将其用于实际测量,给出了实验数据和实际测量误差分析。     

高精度铂电阻温度测量新方法

铂电阻是工业测控系统中广泛使用的理想测温元件.常规的温度采集方法是通过测量电阻桥的不平衡电压来实现,其性能依赖于选取的模数转换器精度,高精度测量成本过高.提出一种新的高精度,低成本的铂电阻测温方法.先用RC振荡器将铂电阻变化调制为时变频率信号,再用SSP1492芯片测量该频率变化量,最后送入C8051F021单片机,用高阶多项式完成频率变化到温度变化的解算,实现高精度温度测量.实验结果表明,该方法的测量精度等级高于0.03%(F.S.).     

基于恒流桥的高精度温度测量系统

用基于低温漂精密稳压芯片LT1083的低纹波直流线性稳压电源为系统供电,通过恒流桥驱动三线制PT100铂电阻。放大调理信号后,用16位高精度模数转换器AD7606将模拟信号转换为数字信号后,送给主控芯片STM32单片机,实现高精度温度测量系统。分析了温度测量系统中恒流桥单元、信号调理单元、A/D转换单元等功能模块的电路原理及设计依据,并对系统线性误差进行分析。系统通过STM32算法将信号转换成温度,经过实验结果表明该测温系统性能稳定可靠,温度测量温差≤±0.01 ℃。     

基于USB2.0的轨道电路信号车载采集与分析系统

介绍了一种基于USB2.0的车载采集与分析系统,详细设计了系统的硬件和软件。硬件方面通过对CY7C68013的通用可编程接口(GPIF)控制逻辑的合理设计和芯片内部FIFO的有效运用,实现了在USB设备和主机之间大量数据的高速传输。软件方面采用模块化设计实现了信号的数字滤波、频谱分析、波形显示、存储以及回放。     

基于PCB线宽测量的光源系统研究

印制电路板(PCB)产品在向高密度化、高速化和多功能化发展,传统的线宽/间距检测方法已无法满足测量要求。线宽检测仪作为高效率、高精度的光学检测仪器已经成为线宽/间距测量必不可少的检测设备。线宽检测仪照明光源设计的好坏决定了整个检测仪器的测量效率与精度,本文在充分分析印制电路板的导线发展现状、导线结构及生产工艺的基础上,利用PCB基材表面散射光,金属表面反射光的原理,设计出一种新型的照明光源。这种照明光源可提高线宽检测仪的效率、精度,从而进一步推动了线宽检测仪的广泛使用。     

印制板特性阻抗的精确测试技术

随电子产品信号完整性要求的增加,印制板特性阻抗控制精度要求增严。特性阻抗的高精度控制是产品设计、过程控制与测量技术三者的综合体现,但阻抗测试不准或判断失误将让前述二者前功尽弃。为了更深入的探讨特性阻抗的测试技术,本文在简述TDR测试原理和测试方法的基础上,详尽介绍了TDR测试曲线与设计资料间的密切关联和阻抗板件生产过程中的阻抗监测技术,并首次阐述了阻抗测试过程中的阻抗不匹配对阻抗测量结果的影响。     

单芯片极窄微弱脉冲检测系统设计

采用0.18μm CMOS工艺设计了一款单芯片集成极窄微弱脉冲检测系统,该芯片包括输入匹配、放大器、脉冲展宽器、驱动及带隙基准电压电流产生电路。为提高检测系统灵敏度,文章采用了多级放大器级联以及有源电感。测试表明该芯片可以检测1ns脉宽10mV的脉冲,输出数字信号,可以应用于OOK系统接收机,接收超过40M数据率的清晰视频。该芯片低功耗、低成本,具有研究和实践推广价值。     

精细间距BGA用PCB的设计与制作探讨

主要针对BGA电气连接设计做了简要阐述,并对高密BGA生产过程中存在的潜在可靠性影响做了分析。文章从一款0.4mm间距BGA的PCB板设计入手综合叠层规则、电气连接设计、信号回流、选材、表面处理等几个方面的考虑,在0.4mm间距BGA焊盘上采用盘中通孔和盲埋孔相结合的方式将其开发制作成功。     

基于COSMOSWORKS有限元分析的HDI板热应力仿真

电子产品的高电气性能发展趋势要求了PCB制造的高密度化与芯片设计的大规模集成化。当大功率芯片无法快速散热时,PCB基体将发生温度分布不均匀现象,并且温度分布不均匀产生的热应力又会影响PCB的可靠性。本文以热分布不均匀的HDI刚挠结合板为研究对象,通过有限元数值模拟方法建立了HDI板结构模型,采用热生成加载的方式给HDI板施加热量,模拟计算出在均匀温度场中HDI板因材料热膨胀系数差异产生的层间热应力。仿真结果表明了界面热应力的大小、分布和HDI板材料的热膨胀系数、温度载荷密切相关,并且能快速观察到引起HDI板失效的层间热应力趋势,为优化HDI板结构设计、提高HDI板可靠性提供了理论依据。     

基于图像位移测速的电机转子位置和速度检测方法

引入图像位移计算方法对电机转子位置和速度进行了检测。分析了自相关算法的原理并提出了改进算法,并设计了线阵CCD图像采集系统,构建了图像实时处理软硬件平台,并对测试系统进行了标定,实现了电机转子位置的瞬时位置和速度检测。实验结果表明,该检测方法测量精度高,实时性好,对电机实时性高精度控制具有较好的理论和实践意义。     

MSP430单片机复位电路可靠性设计

为了解决混合信号控制器MSP430在实际应用中常遇到的因偶发复位失效而造成整个电路系统死机的问题,对MSP430系列单片机的复位机制进行了深入浅出的分析,提出了对MSP430单片机不同系列采用不同复位电路的设计方法,并详细介绍了具体的原理图、元件及参数。经过实践证明,通过对MSP430复位电路的深入分析和详细设计,有效地解决了其在应用时出现的偶发复位失效的问题,大大降低了系统死机的几率,提高了系统的可靠性。     

非线性电阻电路分段线性分解拟合及仿真

在电路分析中,以经典电路理论探讨非线性电阻电路的问题。针对某些可以分段线性化的非线性电阻电路,当以曲线形式给出非线性电路的伏安特性时,探讨在凹电阻和凸电阻作基本积木块的方式下,依据电路KVL和KCL定律,运用串联分解法和并联分解法,分解拟合出满足分段线性要求的非线性电阻电路。通过对案例的仿真研究和误差分析,论证此方法在分析非线性电阻电路分段线性时,能比较方便地逆向解决以电路的伏安特性曲线完成实际电路的设计问题。     

印制电路板高频介电常数测试技术现状分析

在印制电路板的设计、生产等过程中,板材的介电常数和介质损耗角正切都是影响板材应用性能的重要参数,因此,介电常数的测量准确性十分重要。本文介绍了目前使用的几种高频介电常数测量方法的原理、标准和相关产品,并分析了其优势和不足,以及测量技术的发展趋势。