一种新型瞬变电磁发射机快速关断电路设计

针对瞬变电磁发射机中发射线圈存在寄生电感导致发射电流关断时间过长的问题,设计了一种新型快速关断电路。在发射电流下降期间,该电路利用晶体管给发射线圈提供一条新的放电回路,利用该回路上电阻大、放电时间常数小的特点实现发射电流的快速关断。仿真和实验结果表明,该电路能够有效地降低瞬变电磁发射机的关断时间,且稳定性好。     

采用直接时差法的无线超声波风速风向仪设计

采用直接时差法,以TMS320F2812为控制单元控制超声波的发射与接收,实现了超声波风速风向仪的设计。该超声波风速风向仪利用模拟开关设计驱动电路,减少了电磁干扰对电路的影响;利用限幅、放大、正弦脉冲转换的方法设计接收电路,减少了A／D转换波动对信号捕获以及时间点判断的影响。     

基于FPGA的直升机瞬变电磁发射与接收电路控制设计

基于解决瞬变电磁发射机电流波形及接收信号存在的关键问题：一是发射电流波形振荡,影响早期信号的接收;二是补偿后的一次场信号幅值仍较大,而二次场信号的幅值较小;三是双极性对称梯形波的产生、控制方法。详细研究了瞬变电磁发射机梯形波发射机理、接收信号动态范围提升技术。设计得到的输出电流波形为理想梯形波,多频率可选、大功率电流发射可控,可以针对不同地质环境条件做出相应调整等特点,使得地下介质的激发效果达到最优。利用电磁响应接收信号分段采集处理技术,可以实现多通道、低噪声全波形数据采集。研制完成最大发射电流310 A,关断时间800 us,电流过冲极小;补偿后的一次场幅值0.56 V,接收信号20倍放大,波形较为规则。该发射机具有集成度高、稳定性好、实用性强的特点,并在多次瞬变电磁野外实验中取得满意的探测效果。     

小回线大电感负载快关断高重频功率放大器设计

针对瞬变电磁法探测中,功率放大器负载大电感线圈面临关断时间长、充电-放电频率低的问题,本文开展小回线大电感负载瞬变电磁发射系统快速关断与快速充放电技术研究。利用大功率TVS串联的无源恒压钳位技术降低关断时间、同时采用阻尼吸收电阻减小关断振荡,设计了大功率恒压快速充电模式,推导了关断时间与TVS管个数的关系,关断时间随TVS管个数增加而缩短。仿真与实验测试结果表明：对于575μH负载电感,输出峰值电流230 A、2 ms脉冲时的充电时间为72 ms, 9个TVS管时关断时间为152μs。为瞬变电磁探测系统减小探测盲区、多脉冲积累提高探测能力奠定了基础。     

基于GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统

针对恒温晶振长期稳定性差和GPS易受干扰、短期稳定性差等问题,设计了基于GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统。该系统采用"ARM+CPLD"的模式作为核心处理单元,以GPS的秒脉冲信号为基准,采用频率偏差测量模块在2个相邻的秒脉冲之间对高频信号的晶振频率进行检测,并采用自适应PID控制器实现对恒温晶振输出频率的调节,有效地解决了因单个频率偏差过大而影响恒温晶振控制电压精度的问题,提高了系统的稳定性;以秒脉冲信号为计时器,定时对分频器进行复位操作,实现了恒温晶振累积误差的自动消除,保证了输出信号相位的同步。测试结果表明,该系统实现了瞬变电磁发射机和接收机的高精度同步,在GPS信号正常的情况下,同步精度约为270ns;在GPS信号丢失的情况下,同步精度约为350ns。目前该系统已成功应用到瞬变电磁探测系统中,大量应用结果表明,该系统稳定性好,同步精度高。     

瞬变电磁测井低压大功率发射电路设计

基于瞬变电磁法的过套管电阻率测井技术要求发射电路提供大功率发射信号,且发射信号能穿透套管。因此,必须在套管外侧建立电磁环境,然后测量地层二次场信号以获取电阻率信息。为满足大功率发射需求,分别选取大功率、低导通内阻的三极管和MOS管器件进行发射电路的设计,并接入放置在钢套管内的大功率发射线圈进行发射测试。发射电路中采用放电电阻对发射线圈存储的无用功进行功率消耗,放电电阻的存在使得在发射停止时刻发射线圈尖峰电压幅值非常大,因此试验中低压直流发射电源最大值为10 V。在信号发射过程中,随着发射电源电压幅值逐渐增加,发射过程线圈两端的电压值随之逐渐增加,使得发射功率也逐渐增加。通过试验,获得了发射线圈两端电压值和发射电源电压值的线性关系;验证了在低压发射电源条件下,通过提升三极管发射电路和MOS管发射电路的电源电压,实现大功率电磁信号的发射。     

柴油喷嘴驱动电路的PSPICE仿真

针对柴油/天然气掺烧电控系统设计了一种新型的喷嘴驱动电路,该驱动电路采用高低端双电源的电路结构,实现电流峰值恒流驱动方式;通过建模仿真验证喷嘴在开启阶段采用高电压驱动可以加快响应速度;为满足喷油过程中对电流下降速率的要求,优化电路结构,实现了不同阶段续流电路的自动转换;最后通过PSPICE软件和台架实验对驱动电路的正确性进行验证,结果表明该电路可以有效缩短喷嘴的开启和关断时间,实现了喷油量和喷油定时的精确控制。     

核磁共振找水仪发射机控制系统的设计

根据大功率核磁共振找水仪发射机工作要求,设计了控制系统,由DDS芯片产生频率为当地拉莫尔频率的信号,应用微处理器STC89C54、计数器和相关逻辑电路实现了对发射时间、发射相位及死区时间的巧妙控制,并为发射机H桥主电路提供了准确的控制信号。     

单片机STC12C2052AD的比侧遥控系统

采用带A／D转换的单片机STC12C2052AD设计实现了比例遥控系统。该系统主要包括发射机电路和接收机电路。发射机电路采用多个电位器分压作为比例控制信号,通过对发射端单片机的软件编程,对输出的经过A／D转换后的多路数字信号进行编码,并由串行口送到发射模块发射;接收机电路的任务是把接收到的信号适当放大,并从中解调出编码信号,然后通过对接收端单片机的软件程序设计将该信号转换成相应的电动机驱动控制信号,从而实现对模型的方向和速度的控制。     

单片机STC12C2052AD的比例遥控系统

采用带A/D转换的单片机STC12C2052AD设计实现了比例遥控系统.该系统主要包括发射机电路和接收机电路.发射机电路采用多个电位器分压作为比例控制信号,通过对发射端单片机的软件编程,对输出的经过A/D转换后的多路数字信号进行编码,并由串行口送到发射模块发射;接收机电路的任务是把接收到的信号适当放大,并从中解调出编码信号,然后通过对接收端单片机的软件程序设计将该信号转换成相应的电动机驱动控制信号,从而实现对模型的方向和速度的控制.     

基于高速解调电路的新型手持式工频电场检测系统

基于高性能的微机电系统(MEMS)电场敏感芯片进行工频电场检测,设计了前置放大电路对芯片输出的微弱信号进行二级放大;基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景干扰噪声的模拟解调电路,提高了系统的响应速度;基于ARM微控制器实现了信号的处理,最终成功研制了一种新型手持式工频电场检测系统.输电线路下电场检测实验表明:系统具有良好的检测性能,检测结果与德国Narda电场测量仪具有较好的一致性.     

直流电机的IR2110驱动控制设计及DSP实现

为了解决直流电机转向及速度控制问题,设计了一种H桥驱动电路。以IRF530为开关元件、IR2110为栅极驱动芯片,由DSP产生PWM信号,经过光耦隔离和逻辑电路后送至IR2110进行控制。给出了整体驱动控制电路、上下桥臂的栅源电压波形、上桥臂的浮动电压信号以及电机两端的运行电压信号。测试分析表明,该方案很好地实现了电机的正反转控制及电机速度调节,电机运行平稳,达到了设计要求,对直流电机控制应用具有较高的参考价值。     

基于压电式加速度传感器的船用振动测量仪设计

振动测量在提高船舶动力设备的使用寿命和可靠性方面已经成为船舶工程测试的一项重要课题。为了诊断船舶动力设备的机械故障并监测其运行时振动状态,设计了一种基于压电式加速度传感器,采用差分运算电路与电压并联负反馈电路实现信号的稳定转换,由巴特沃斯滤波电路等进行信号调理的船用振动测量仪。该船用振动测量仪输出的电压信号稳定,满足机械设备振动测量的精度要求,且与市面上大多数的振动分析仪匹配,已在工程中得到了大量应用。     

基于MSP430的微电阻测试仪的设计

传统测量微电阻的方法操作繁琐,且引线电阻和触点电阻对测量结果影响较大.本文设计的基于交流恒流源激励的微电阻测试仪由交流激励源、数字移相电路、信号调理电路以及A/D转换与显示电路等四部分组成.微电阻由交流激励源注入交流信号后通过高阻低噪声运算放大器AD620提取响应信号,再经过锁相放大电路测得其真实的响应电压,锁定后的信号克服了内部噪声和外部电磁干扰的影响,能够实现对微小电阻的准确测量.通过对样机的测试和比对标称值,该测试仪工作稳定,具有较高的测量准确度,方便携带和使用.     

差动电感式位移传感器调理电路设计

介绍了线性可变差变压器(LVDT)的组成和测量原理。通过对比和分析现有LVDT信号调理电路的特点,设计了一种基于AD698芯片的单芯片解决方案的调理电路。该电路采用比例输出,可有效提高调理电路的准确度和抗干扰能力。其输出采用电压隔离芯片ISO124,可实现隔离度达1500 V有效值电压的隔离,减少了不同系统间的传输干扰。设计了变送器输出模块,可通过选择电流输出方式提高长距离传输的可靠性。通过对电路的测试和分析,证明其满足使用单通道LVDT高精度测量的需求。该电路设计方便、准确度高、易于实现,具有很好的应用前景。     

一种实用的新型高压无线核相装置的设计

提出了一种无线方式对高压线路不同相之间的相位进行间接检测的新方法,该方法主要利用无线电理论．电磁波在天线电感线圈上可以感应出相应电动势的原理,并利用串联谐振电路和窗口比较器等电路实现对相位进行采集。发送装置将具有相位信息的信号调制后通过无线方法发送到接收装置,接收装置通过解调和比较电路测量出了两条被测线路之间的相位差,实现了对高压线路相位的检测。     

带模拟光耦隔离的信号放大电路的设计

采用运放LM324构成的仪用放大器电路作为信号放大电路的输入,不但具有输入阻抗高、稳定性好、放大倍数高,而且具有可调的优点.电路同时还使用了模拟光耦隔离器件,实现外部被检测电路与核心控制芯片在电器上的隔离,避免了外部的电磁干扰,并已在喷气织机的张力检测上得到了很好的应用.通过应用表明,该电路线性度好,完全能满足高放大倍数、高稳定性的仪器仪表信号的放大处理要求.     

一种用于测量快前沿高压脉冲的电容分压器

设计一种基于大电容量低压臂的电容分压器,用于测量快前沿脉冲.首先介绍了电容分压的原理,然后阐述了基于低压臂和高压臂的设计结构,随后采用高频电磁场计算方法对分压器高压臂、低压臂和整机模型进行了参数设计,时域仿真结果表明能够满足18 MHz测量带宽的设计要求,较好地控制低压臂寄生电感,实现高分压比和较宽频带的电容分压.最后通过分压器仿真与样机实验测量,结果表明能稳定提高测量频带,且结构简单,满足对峰值较高(100 kV以上)上升时间短(20 ns)的脉冲测量,且满足装置小型化发展方向,能够应用于高压脉冲以及其他暂态电压的测量.     

基于K60和FPGA的四相交错并联Boost变换器效率优化设计

设计了一种基于K60单片机和FPGA为主控制器的四相交错并联Boost变换器,变换器可以根据输出电流的变化,自动改变工作相数,以提高变换器的效率.采用数字PID控制算法实现输出电压无静差调节,提高负载变化时电压调节的响应速度.设计了电压/电流采样电路、MOSFET驱动电路、存储电路以及软件控制策略,并制作了实验样机,对实验数据进行分析,验证了设计的可行性.     

一种信号隔离电路设计及故障模式分析

隔离电路是工业生产现场智能监测设备、显示仪表等之间连接不可或缺的组成部分,能够去除共模电压和外界电磁干扰,对整个系统的测量精度和运行状态有着至关重要的作用;首先研究现有的隔离电路,并设计一种将1路4～20 mA输入信号转换为2路1～5 V输出信号的高可靠隔离电路;该电路由1路输入、单片机、2路输出以及隔离电源组成;其中,输入电路负责将输入的电流信号转换为电压信号并进行滤波;单片机负责对AD转换、误差补偿以及输出组态选择;输出电路负责光耦隔离、信号整形和DA转换;经过上述处理,输出2路相同的电压信号;该电路能够将干扰源和易干扰部分隔离,从而保证设备与操作安全;典型故障模式下的评估结果标明,该隔离电路能够有效消除串扰和降低外部干扰,能够满足不同监测平台隔离要求,适用于高精度测控系统.