高精度电压气象信号产生电路设计

针对电压型气象传感器（湿度传感器HMP45D、辐射传感器TBQ-2B和气压传感器PTB220）输出信号的特点,以低功耗处理器、新型DAC、低失调电压的信号调理电路为核心,设计了一种可程控的高精度电压气象信号产生电路,模拟传感器的输出信号,为自动站采集器的故障判断和检定提供标准的气象信号源。设计上分别采用总线隔离技术、电源隔离技术和软件补偿等措施,提高了模拟信号的精度。测试表明：该电路工作稳定,输出电压精度高,误差小于10μV。     

开关型CMOS霍尔磁敏传感器的设计

介绍一种开关型CMOS霍尔磁敏传感器的设计，采用正交电流的方法和斩波稳零放大器来实现对失调电压的抑制和有效信号的放大，并通过一个定时控制电路实现对整个芯片的管理，在保证测量灵敏度的条件下，使电路中功耗较大的信号检测和放大部分周期性地进入睡眠状态，大大降低了芯片的功耗。同时芯片还实现了对双磁极信号的检测。     

无刷双馈风力发电系统电压电流采样设计

为了实现在无刷双馈风力发电系统中,精确、及时地对电压电流信号进行采样,以及解决控制板上各路信号采样电路通用性的问题,采用了直流采样方法。将高速线性光耦HCNR201以被测电路和控制电路电气隔离的方法应用到所设计的采样电路中;通过开展所设计电路的理论分析,建立了电压电流霍尔传感器采集数据与单片机采样数据之间的关系;在理论分析的基础上,在无刷双馈风力发电系统实验平台上进行了试验,得到了电压电流霍尔传感器采集数据与单片机采样数据之间的实际传递函数;最后,对传递函数理论拟合曲线和实际拟合曲线进行了比较。试验结果表明,所设计的无刷双馈风力发电系统电压电流信号检测方法误差小、可靠性强,为下一步研究提供了参考。     

基于气体传感器电压输出信号的无线传输电路

本文设计了一个无线传输电路,适用于所有以电压信号为输出信号的传感器,便于实现自动控制.本电路具有电路简单、传输距离长、便于控制等优点.使用的IC有数模转换芯片ADC0809、单片机AT89C51以及无线收发模块HAC-UP96,测量电压的范围是0～5V,分辨率为20mV,工作频率为433MHz,收发电流小于40mA,待机状态电流消耗仅为20μA左右.     

霍尔传感器在柴油机低温起动中的应用

基于霍尔传感器工作原理,设计了柴油机低温起动系统的霍尔型起动电压、电流、转速传感器及其信号处理电路;利用新型的柴油机低温起动试验方案,进行了低温起动电压、起动电流、起动转速的性能试验,结果表明：最大低温起动电流达到680 A,起动电压大于8.6 V,起动平均转速为280 rad/min,性能完全满足柴油机低温起动系统要求。同时也验证了霍尔传感器能够准确测试柴油机低温起动系统的起动电压、电流和转速信号。     

CMOS磁场传感器芯片中斩波放大器的设计

介绍了一个应用在无刷电机上的开关式磁敏传感器中的高灵敏度斩波放大器的设计,它能够有效地放大Hall片产生的低频微弱信号。该电路应用斩波技术抑制放大器的低频噪声和失调,采用跟踪-保持解调器进一步减少由调制器开关引起的残余失调。在Candence环境下用1.5μCMOS工艺模型进行仿真,该放大器能有效的消除5 mV的输入失调电压且能减少由调制器开关引起的残余失调,而不需要任何的滤波器。     

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。     

7. 5 位万用表精密放大器直流偏置问题研究

作为校准级仪器的 7. 5 位万用表,可用于航天航空领域中传感器电参数标定。 直流放大器的偏置问题直接影响万用表 测量精度。 本文设计一种低直流偏置放大器,以 JFET 构成的共源共基放大电路、比例缓冲电流镜、V-I 变换恒流源电路作为输 入级放大电路,级联高增益运算放大器构成电压串联负反馈结构,解决高输入阻抗与低噪声放大的矛盾问题。 本文对失调电压 和温度漂移构成的直流偏置模型进行分析:发现电流镜失调电压对 JFET 的失调电压具有补偿作用,并优化电阻修调电路对改 善 JFET 失调电压;由温度漂移仿真发现:由 V-I 变换电流源的电流温度漂移和比例电阻温度漂移是放大器温度漂移的两大因 素。 通过低温漂敏感器件的选择、PCB 热布局的优化及防风壳的设计,改善系统整体温度系数。 实验表明,该放大器失调电压 绝对值小于 11 μV,优于 JFET 类型精密放大器 OPA828;放大器温度系数为-2 ~ -4 μV/ ℃ ,与没有温度校准的 Keysight 3458A 温度系数处于同一等级。 该放大器满足 7. 5 位万用表的设计需求。     

基于单片机和CPLD的无刷直流电机系统

基于高速单片机和复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计了一种具有霍尔位置传感器接口电路、电流采样电路以及编码器接口电路的无刷直流电机伺服控制器.该控制器可以实现无刷直流电机的有位置传感器控制和无位置传感器控制.以霍尔位置传感器的位置信号作为电机的换向信号并对该信号进行六倍频处理作为速度反馈,从而实现对电机的转速控制,给出了该控制系统的硬件结构设计和软件流程设计.试验结果表明:该无刷直流电机控制系统能够较好地实现电机的转速控制,为电机控制系统的设计提供了新思路.     

冷轧带钢原始波形信号零点误差补偿方法

板形检测辊是在线检测冷轧带钢板形缺陷的关键仪器.在中试过程中,各检测通道的原始波形信号总存在或大或小的零点漂移,一定程度上影响板形检测辊的检测精度.基于压磁传感器特性、差动补偿回路及调制解调过程等,推导冷轧带钢原始波形信号的数学表达式,深入研究板形检测辊板形信号零点漂移的产生机理,建立了相应的工艺误差补偿模型.结合板形机理和实测数据,精细调整电路结构,对原始波形信号进行综合误差补偿,显著降低零点残存电压,提高原始波形信号的信噪比,零点残存电压从200 ～ 500 mV降低到了10 mV以下,A/D零点值降低到了50以内,为提高板形检测辊标定精度和冷轧带钢在线板形检测精度,奠定了坚实的理论基础.     

用放大器反馈控制消除电桥非线性误差

采用放大器反馈控制法克服了传感器电桥的非线性误差,通过解析的方法找到了克服非线性误差的放大器反馈控制条件。在忽略放大器输入偏置电流和输入噪声电压的情况下,给出了四种校正电路中放大器失调电压对测量系统影响的输出表达式,并分析比较了每一种校正方法的特点,得到最佳的测量线路,使失调电压及其漂移的影响减小了5倍。本研究为传感器电桥测量系统设计中的放大器选择和测量方案的确定提供了理论指导。     

基于EWT和多尺度熵的高压断路器故障诊断

提出了一种以经验小波变换(empirical wavelet transform,简称EWT)和多尺度熵相结合的高压断路器振动信号的特征向量提取和故障诊断的分析方法。首先,将高压断路器的振动信号进行经验小波变换,得到内禀模态函数(intrinsic mode function,简称IMF),选择相关系数较大的IMF进行重构;其次,提取重构信号的多尺度熵作为表征断路器状态的特征向量,采用归一化的方法对特征向量进行预处理并以此作为支持向量机(support vector machine,简称SVM)的输入向量进行分类训练;最后,将测试样本信号故障特征输入训练好的SVM,在SVM核函数参数进行网格算法优化的基础上进行状态识别及分类。实验结果表明,该方法可快速准确地检测高压断路器故障,实现了断路器故障的状态识别。     

A circuit for automatic compensation of the ohmic resistance of a solution in a three-electrode chemical cell by the current chopping method

A circuit for automatic compensation of the ohmic resistance of a solution in a three-electrode chemical cell is described. This circuit is designed for voltammetry of aqueous solutions of ions of heavy metals and can also be used for the analysis of the aqueous solutions of other substances. The circuit automatically corrects the voltamperogram offset on the potential axis by periodically chopping the current through the cell and measuring the voltage across the double layer capacitance. The compensation error is determined by the parameters of the circuit components and is within 0.1 mV, thus almost completely excluding the error in identifying ions of heavy metals.     

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。     

微弱荧光信号接收器的低噪声设计

对采用光电二极管的荧光信号接收电路的工作模式和噪声进行了分析，论述了输入失调和暗电流的补偿方法，深入讨论了防泄漏措施、输入管脚的“护卫”、隔离技术和输入管脚的悬置引出技术、PCB板的清洁和隔离涂敷、屏蔽和滤波等技术。     

弱电网条件下的单相频率自适应锁相环

为消除直流偏置和谐波畸变对基于二阶广义积分器( SOGI )的单相频率自适应滤波器锁相环跟踪精度的影响,提出了一种级联结构的弱电网条件下的单相频率自适应锁相方法.分析了输入直流偏置对SOGI２ 路正交输出信号的影响,以及 SOGI 锁相环的频率跟踪特性.设计级联结构的双二阶广义积分器( DSOGI )锁相环,前级 DSOGI 消除单相电网电压采样信号中的直流偏置,生成 ２ 路正交电压信号,后级DSOGI 分离出 ２ 路正交信号中的基波正序分量,并抑制电网谐波畸变对锁相环相角与频率检测精度的影响.功率硬件在环实验装置上的实物实验验证了所提锁相方法的有效性.     

直流电压变送器的研究讨论

论述WB型直流电压变送器的工作原理、完成转换的各个模块电路的作用及变送器总电路的特点。文章研究的直流电压变送器可将0～75mVDC电压信号转换成为4—20mADC的信号,从而方便对微小的电压信号进行显示、记录或者自动控制,该电流输出型变送器有如下特点：可方便的直接安装在传感器接线盒内,可远传（1000m）、精度高、抗干扰、稳定性高、免维护。     

压阻式压力传感器中的信号调整

文中介绍了Maxim公司的信号调整集成电路芯片MAX1450的引脚含义,功能特点及工作原理.设计和制作了外围补偿电路,对已有的微型压阻式压力传感器进行测试,分析它的信号特性与温度特性,采用了MAX1450信号调理器将微型压阻式传感器的进行校准和温度补偿.对微型压阻式压力传感器的失调、满量程输出、失调温度系数、满量程输出温度系数进行校准和补偿,使信号输出精度提高到1%,满足了实际应用的要求.     

A 32-Channel High-Speed Simultaneously Sampling Data Acquisition System

The system is intended for recording data in the multichannel diagnostic sections of experimental plasma facilities. It contains eight four-channel modules that record the shapes of single pulse signals, a controller module of the system bus of the crate, a fiber-optic communication line, and an interface card for connection to the ISA bus of a personal computer. The recording modules are based on 12-bit analog-to-digital converters (ADCs) with a sampling frequency of up to 50 MHz, ensuring a conversion accuracy equal to the least significant bit in a band of the input signal of up to 20 MHz. The ADC samples are fixed in 32-Kword/channel buffer storage units with a page organization. The current values of the amplitude of the input signals in all of the recording channels are measured simultaneously with a time jitter of no more than 0.2 ns. The software selects an amplitude conversion scale and a zero offset voltage value for each recording channel, as well as the current value of the sampling frequency for all the channels.