压电式微固体模态陀螺谐振频率自动跟踪电路

压电式微固体模态陀螺振子通过交变电压激振、传感电极感应出电荷。当激励电压频率为某阶振动模态谐振频率时,感应电荷达到最大值。设计了谐振频率自动跟踪电路,使陀螺稳定工作在谐振模态。使用现场可编程门阵列(FPGA)控制直接数字频率合成器(DDS)产生频率精确可调的激励电压,驱动陀螺振子振动。检测谐振点对应的激励电压和感应信号间的相位差,作为反馈信号调节激励电压频率。实验结果表明,当相位差锁定区域处在98.48°~100.27°时,振子感应电极输出信号最大,振子处于谐振状态,实现了振子谐振频率的跟踪锁定。该系统可用于以谐振器为核心器件的振子工作模态锁定与跟踪。     

石英音叉陀螺不同谐振频率点性能分析

分析了石英音叉陀螺驱动端振动速度幅值在3个不同谐振频率点的稳定性.首先根据机电等效理论得出陀螺驱动端的串联支路电流等效于音叉叉指振动速度;然后通过分析串联支路导纳的幅频特性,得到串联支路电流在不同谐振频率点处对频率的敏感度不同;最后针对闭环驱动电路中存在的微小频率跟踪误差,对等效电路进行仿真分析,得出了在串联谐振频率点处对陀螺进行闭环控制将使音义振动速度幅值波动最小的结论.     

石英音叉陀螺最佳谐振频率点的分析与控制

分析了石英音叉陀螺驱动端叉指振动速度幅值在3个不同谐振频率点的稳定性,实现了最佳谐振频率点的控制。首先根据机电等效理论得出陀螺等效电路中串联支路电流等效于音叉振动速度;然后分析了串联支路导纳的幅频特性,得出在串联谐振频率点处音叉振动速度幅值受频率抖动影响最小的结论;但实际求得的谐振频率点与真实谐振频率点之间存在差别。设计移相电路,调整移相电路的阻容值使陀螺工作在不同的谐振频率点,通过比较可以看出在真实串联谐振频率点处陀螺驱动端叉指振动最稳定;调整移相电路的阻容值使其产生3.78°的相移可使陀螺工作在真实串联谐振频率点处。     

基于频率解调的半球谐振陀螺控制系统设计

与力平衡模式相比,半球谐振陀螺的全角模式具有测量范围大及线性度高等优点。该文针对现有全角模式解调方案里驻波方位角计算过程中存在的精度损失,以及输出对温度变化敏感等问题,以行波线性叠加原理为基础,提出基于顺时针、逆时针行波同步频率解调的半球谐振子驻波信息解算方法。设计基于频率解调的全角模式半球谐振陀螺多回路控制方法,实现驻波的频率、幅度及正交控制。针对现场可编程门阵列(FPGA)电路算法优化难及浮点运算精度低等问题,设计并实现了现场可编程门阵列+数字信号处理(FPGA+DSP)双核心半球谐振陀螺数字控制电路。通过实物实验验证了该文提出的控制方案及数字控制电路的有效性。实验结果表明,此方法可减小由温度波动引起的谐振频率改变对陀螺输出的影响。     

谐振式陀螺微球腔谐振频率跟踪锁定技术研究

理论上分析了谐振式陀螺系统中的传输特性和正弦波调制特性。为了实现谐振频率的跟踪锁定,设计并搭建了谐振频率跟踪锁定试验系统。通过正弦波调制、解调得到了谐振频率跟踪锁定需要的鉴频曲线。利用PID反馈控制电路和得到的鉴频曲线实现了谐振频率的跟踪锁定,并进一步评估得到了谐振频率跟踪锁定的精度和稳定度。为光学微谐振腔的谐振频率跟踪锁定技术的深入研究提供了参考。     

一种新的微机械陀螺品质因数测试方法

传统的微机械陀螺采用扫频方法测试结构的品质因数,存在耗时长、测量效率低和精度差等问题.提出了一种新的品质因数测量方法,该方法的原理是通过对陀螺的驱动端施加一个激励脉冲,采集驱动检测端的相应衰减信号,并通过处理得到衰减信号的频率和斜率,从而检测陀螺的品质因数.采用自行设计的激励电路,外购NI公司的高速采集卡和基于LabV...     

微悬臂谐振传感器闭环接口和嵌入式频率电路

设计了谐振式微悬臂梁传感器闭环接口和嵌入式频率读出电路。首先,谐振式微悬臂梁传感器和接口电路组成闭环自激振荡系统。为了提高该闭环系统的频率稳定性和频率跟踪性能,引入具有无相差频率跟踪的锁相环电路,并设计放大移相电路以满足闭环自激振荡条件。该闭环系统的频率稳定性可达±0.1Hz,并且能够实时跟踪悬臂梁谐振频率的变化。此外,单独设计了嵌入式的频率读出电路,用于检测并显示悬臂梁的谐振频率。将悬臂梁传感器、接口电路和频率读出电路集成在一起,做出了小巧便携式样机,用该样机可成功探测到体积分数低至约几个10-9量级的DMMP气体。     

基于频率搜索和跟踪的压电超声电源设计

针对洁牙机的超声电源在工作时难以快速搜索到压电陶瓷换能器谐振点,长时间工作引起大功率器件发热量过大致使系统产生谐振漂移、不能稳定工作的问题,提出了一种基于频率自动搜索与跟踪的超声洁牙机驱动电源设计。该设计通过STM32单片机控制输出步进PWM,基于最大反馈电流设计变步长法快速搜索谐振频率;再利用相位检测技术将换能器输出的电压电流相位差作为电路谐振状态的反馈信号,结合STM32单片机进行PID控制,改变PWM占空比调节电路的振荡频率使系统始终工作于谐振状态,实现谐振频率的自动跟踪,并基于此设计出超声电源电路与控制软件。实验结果表明,该超声电源能快速搜索到换能器的谐振频率,并对谐振频率自动跟踪,使系统能稳定、长时间地工作。     

一种新的硅MEMS陀螺仪四相位闭环集成驱动电路

微机械陀螺的闭环驱动电路中通常采用两相位同频信号维持驱动环路谐振,但系统引入误差较大。提出了一种新的硅微机械陀螺四相位驱动系统,将四相位半频驱动电压加载到具有四组驱动电极的结构上,使系统维持在谐振频率上。采用该驱动电路,耦合到输出端的干扰信号为谐振频率的一半,只需采用适当的高通滤波器即可消除干扰信号对输出的污染,同时提高了系统的信噪比。采用0.5 μm CMOS工艺进行设计,版图尺寸约为2.8 mm×2.8 mm,测试结果表明该四相位驱动电路能很好地满足陀螺系统驱动模态维持谐振的要求。     

热激励硅谐振梁压力传感器闭环数据采集系统

利用正反馈闭环谐振原理,采用偏置交流激振、一倍频拾振的方法,设计了闭环谐振电路和相应的数据采集电路,并对该电路进行了综合调试.实验结果表明,该系统实现了该传感器频率信号的自动跟踪和信号转换,以及快速、准确采集压力数据的功能,采集频率范围为30～100kHz,频率采集精度为±1Hz,温度采集精度为0.03℃.     

异步电路的设计方法及其应用

由于异步电路不仅具有高性能、低功耗、模块性等优势,而且有望解决微系统芯片中存在的模块互联难题,并被越来越多地应用于芯片的设计中,因而近年来引起了人们的高度重视.文章对研究较多的Huffman电路、延时无关电路、速度无关电路以及定时电路等的设计风格及其工具进行了对比分析,并提出了异步电路的发展趋势及其应用领域.     

低压电动机电路设计应注意的问题探究

近年来,随着我国社会主义市场经济,工业科技水平不断得到发展,低压电动机电路设计也得到了空前的发展,低压电动机电路设计已经广泛应用于各种行业。本文对低压电动机电路设计原理进行了阐释,针对现阶段我国低压电动机电路设计的现状以及存在的问题,提出了几点有效的措施,并对低压电动机电路设计未来发展的方向进行了分析。     

正确分析电磁兼容与电气安全的相互关系

本文从实际入手，分析了电磁兼容与电气安全的相互关系，提出抑制错误使用的专业技巧及电路．     

常用电子电路的设计及调试之我见

对于电子电路的设计和调试,应该坚持理论实践相结合的原则,确保电路设计的科学性,并且经过全面的调试确保电路更加完善。对于电子电路的各种器件来说,如果电路设计质量较差或者存在问题,就会导致电路安装完成后效果不尽如人意,并且在工作中也会出现各种误差,例如电阻误差、参数误差等,因此在电路设计和安装完成后必须进行调试,解决出现的问题,改正存在的缺陷,才能确保电子器件满足使用需求。     

The Combinational and Sequential Adiabatic Circuit Design and Its Applications

In this paper, a new design of adiabatic circuit, called the quasi-static efficient charge recovery logic (QSECRL) is proposed. To achieve minimum energy consumption, this paper proposes a technique to reduce channel resistance and remove diodes from the signal path. This design method can be implemented in both combination logic and sequential logic. The counter circuit and the 8-bit carry look-ahead (CLA) circuit, a more complex circuit, are selected to evaluate this proposed design. All simulations in this paper have been implemented by SPICE with the 0.8 μm MOSIS technology MOS transistor model under 2-volt (peak-peak) sinusoidal power-clock supply. The results show significantly improved performance of the 8-bit CLA circuit with 20–30 fJ and 70 fJ energy consumption at 10–100 MHz and 500 MHz operating frequency, respectively.     

PSPICE软件在求解电路习题中的应用

广泛应用在微电子集成电路设计中的仿真软件ＰＳＰＩＣＥ，它也可以应用在电路分析课程教学中，本文通过实例说明该软件在直线电路、一阶、二阶电路过渡过程和交流稳态电路中的应用。     

一种新型TTL非门电路的设计

叙述了一种新型ＴＴＬ非门电路的设计思路，电路工作原理和调试实验，人析了其集成的可行性，说明了新电路如何克服现有的ＴＴＬ非门电路自身的弱点，使其工作更加稳定可靠，这种新型ＴＴＬ门电路的应用提高了数字逻辑电路工作的稳定性。     

ERA系列单片放大器及其应用

ＥＲＡ系列单片集成放大器采用异质结双极晶体管工艺制作，在ＤＣ～１０ＧＨｚ的宽带频率范围内，具有信号增益高、增益平坦度好、输出功率和动态范围大、三阶互调小、噪声系数较小的特点。本文主要介绍其内部电路结构、特点及有关应用。     

PAL／SECAM解码接口电路

文中讲述了PAL/SECAM双制解码电路设计时考虑的要点。结合整机给出了实用的接口电路,以及一些必要的数据参数。     

数字超声无损探伤系统中模拟电路的设计实现

在超声波无损探伤原理的基础上,介绍了A型数字超声探伤系统中模拟部分的设计与实现。模拟电路部分包括：激励超声波探头的宽带窄脉冲发射电路,隔离发射和接收的限幅电路,可控增益放大电路以及滤波等信号调理电路。在模拟电路的设计实现中,以STM32和FPGA为控制核心,实现对超声波发射和接收的控制。这些电路采用模块化的设计思想,功能强大、容易实现,具有广泛的应用价值。实验结果表明,这些电路性能良好,稳定可靠。