脉宽调制程控恒流源的设计

介绍了程控恒流源电路的设计。该程控恒流源电路的原理是由单片机片内定时器输出的脉宽调制信号产生可控的电压输出,并用该电压控制恒流源产生可控电流,通过单片机的键盘接口对输出电流进行设定,从而实现输出电流的连续调节与电流的动态测量,采用该程控恒流源电路进行了气敏元件烧结、老化装备设计,保证了气敏元件的产品质量。     

基于PT100的高精度温度测量电路的设计

普通四线制恒流源驱动测温系统受温度电流漂移等影响,温度测量准确率很低,很难超过0.1℃量级.基于PT100设计了一种改进的恒流源驱动四线制高精度温度测量电路,通过采样温度稳定系数高的高精密电阻的电压和铂电阻电压的比值,消除了恒流源由于温度漂移等因素影响的电流变化,使得输出电压比值与铂电阻成良好的线性关系.利用LTC2492A/D转换器对信号进行采样,将信号传送给ATMEGA32单片机,单片机进行数据处理并保存和显示数据.实验测试结果表明,该电路温度测量的精度和稳定性均可以达到5‰之内,与理论值一致.     

基于TDC-GP2的时间间隔测量系统设计

精确的时间间隔测量在时间同步系统有着至关重要的作用,为了满足大量程和高精度的需求,介绍了一种直接计数法和时间-数字装换法相结合的时间间隔测量系统;设计中采用两片TDC-GP2时间-数字转换芯片,结合FPGA和上位机,可以实现精度为1 ns时差测量;经过大量的实际测量,系统的分辨率为70 ps,精度为1 ns,最大可以测量1 s的时间间隔;该设计的系统具有可靠性高、功耗低、精度高、使用灵活等优点。     

基于微处理器的精密数控恒流源

在线性负反馈恒流源基础上,设计了一种新的数控高精度恒流源。该恒流源使用新型微处理器对电流源负载电流进行采样,使用PID算法在数字域对采样数据进行处理,将处理结果转换为模拟信号,反馈到恒流源调整器,实现快速数字闭环反馈控制。测试结果表明,在输出电流10mA～2010mA范围内,电流纹波≤0.06mA,输出电流与设定电流相对误差≤1%,电流调节最小步进值为1mA。     

基于51单片机的数字功率表设计

设计了一种以51单片机为处理器的数字功率表,介绍了其硬件电路和相关软件程序流程。重点阐述了电压和电流分别采样及采用过零比较的方法利用单片机的定时器得出相位角φ的过程,选用高精度的模数转换器MAX197进行模数转换并用液晶显示器LM016L对输出结果进行显示。实验结果表明,该设计达到了较高的测量精度,具有许多优点。     

基于FPGA的恒温晶振频率校准系统的设计

为满足三维大地电磁勘探技术对多个采集站的同步需求,基于FPGA设计了一种晶振频率校准系统。系统可以调节各采集站的恒温压控晶体振荡器同步于GPS,从而使晶振能够输出高准确度和稳定度的同步信号。系统中使用FPGA设计了高分辨率的时间间隔测量单元,达到0.121 ns的测量分辨率,能对晶振分频信号与GPS秒脉冲信号的时间间隔进行高精度测量,缩短了频率校准时间。同时在FPGA内部使用PicoBlaze嵌入式软核处理器监控系统状态,并配合滑动平均滤波法对测量得到的时间间隔数据实时处理,有效地抑制了GPS秒脉冲波动对频率校准的影响。     

一种基于环振的高精度时间测量芯片设计实现

高精度时间测量技术在空间探索、高能物理以及速度、流量、距离等多种测量领域有广泛用途,实现这种功能的电路被称为时间数字转换器(Time-to-Digital Converter,TDC)。分析了高精度时间测量的不同类型实现原理和技术,在此基础上介绍了一种基于环形振荡器(环振)的TDC芯片设计。该芯片采用0.18μm 1P5M CMOS工艺流片加工,测试结果表明其测量分辨率达到52 ps,可以用于流量、温度、距离等多种测量领域。     

一种高精度数控直流电流源的设计与实现

采用自行设计制作的高精度电压源,利用单片机、D/A转换器、运算放大器等器件来控制场效应管导通状态的原理,达到了输出恒流的目的.整个系统采用89C52单片机作为主控部件,实现了电流可预置、可步进调整、输出的电流信号可直接数字显示的功能.采用硬件闭环、软件闭环、软件实时积分、实时滤波的方法,锁定输出电流,从而实现了高精度恒流源的目的.软件对相应数据进行数据分段查值补偿采样电阻的温度变化,段间采用线性插值补偿的方法,进一步提高了输出精度.该电流源具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉、带负载能力强等优点.     

时间间隔测量的高精度技术研究

针对高能物理研究、激光测距等对时间测量具有高精度要求的领域,采用时间周期计数粗测和时间-电压转换精测相结合的测量方法,设计了时间间隔测量系统,其主要由时间-电压转换电路、脉冲生成电路等组成,利用对电压量的精准测量转化为高精度的时间量.对系统供电进行优化,同时满足低功耗和低噪声的需求;分析了环境和电路板自热造成温度变化时对测量过程带来的误差,提出利用自校准技术消除温度影响.该系统具有测量范围高达20 s,测量分辨率为0.2 ps的优点.     

光通信传输网络延迟不对称差值精确测量技术及其应用

针对HTF-BITS设备中建立的时间同步时间间隔误差数学模型中的第4项＂△T_（xy）（t）＂如何实现精确测量的算法,介绍了采用＂三维时间坐标＂实现精准测量的原理,并推理实现了1 ns特高精度的必要条件和基于FPGA实现的专利技术要求。同时,论述了＂天网＂和＂地网＂的辨证关系。为在我国建立实现小于1 ns的特高精度时间同步的全国骨干时间频率同步网提供科学的理论依据。     

电能质量干扰发生装置的研制

电能质量干扰发生器常用于检验电力设备受电能扰动时的性能,提出了一种基于波形信号发生器加线性功率放大器的电能质量干扰发生器装置的设计方案.以可编程逻辑器件EPM7128、双口RAM和数模转换器为基础,采用直接数字合成技术设计了正弦信号产生电路.利用SM5964单片机对数模转换器的参考电压进行控制来改变波形输出幅度,实现小信号的聚升、跌落、中断和凹陷等功能.通过高压高速集成功率运放PA89A对小信号进行幅度放大,采用高压高频三极管并联技术设计了扩流电路.使用Multisim软件对功率放大电路的参数进行仿真和优化,仿真实验结果表明,该电能干扰发生装置的输出电压幅值在0 ～264 V范围内任意可调,负载电流达到2A,并能实现电压跌落、聚升、中断和凹陷等功能.     

高精度电容式MEMS加速度计系统设计

在传统Σ-Δ架构基础上,引入了低精度高速模/数转换器(ADC),将前置放大器输出的模拟电压信号转换为数字信号,有利于简化电容式微电子机械系统(MEMS)加速度计系统模拟接口电路设计.在嵌入ADC的MEMS加速度系统中,采用过采样平均数字算法对信号进行估计,有效降低系统对前置放大器噪声性能的需求,利于实现低功耗和高精度的设计目标.仿真结果表明:与未采用过采样平均技术相比,当前置放大器输出等效噪声大于1μV/Hz时,系统的信噪比(SNR)提高了约10dB.     

0～100mV精密电压源的设计与仿真

基于16bit高精度D/A转换器AD5422和高精度放大器LM2902设计了以AT89S51单片机为主控芯片的0～100mV精密电压源。输出电压的反馈控制采用16bitA/D转换器LTC1865,显示器为1602LCD;系统的控制软件采用C语言设计。结果表明,系统的输出信号偏移量ΔUomax≤0.02mV,最大输出驱动电流可达20mA,设计成本和体积相比传统设计显著降低,可很好地满足使用要求。     

低纹波高精度数字电流源的设计

本文介绍了一种低纹波高精度数字电流源,通过扩流晶体管、高精度运算放大器反馈电路和数字PI调节器闭环控制实现了输出电流纹波小、精度高。该电流源控制方便、显示数据量大,性能稳定、输出功率易于扩展。     

基于DDS的BJT放大器特性测试系统的设计

由BJT构成的放大器电路目前广泛应用于各类电子电路,而输入、输出电阻,增益,截止频率,幅频特性等作为BJT放大器的重要性能指标,对电路特性的测量和工作状况的判断具有重要意义。本文设计了一种基于STM32和DDS的BJT放大器特性测试系统,其中包括硬件电路搭建和软件设计。系统通过按键实现多种测量模式的切换,利用采样电路完成数据采集,通过STM32进行数据处理并将相应性能指标参数显示在OLED上。测试结果证明,在误差允许范围内系统实现了对BJT放大器电路特性的有效自动测量。     

适用于多通道SLD光源检测系统的光源驱动电路设计

针对多通道超辐射发光二极管(SLD)检测系统光源驱动的特点,以现有SLD驱动电路为基础,通过采用高精度集成运放、集成功放和一级积分器,提高恒流源、温控精度和电路抗干扰能力的同时减小了系统体积.测试表明:恒流源的稳定度达到0.02%,温度控制的精度优于0.002℃.该设计有利于多通道SLD光源检测设备的产生,对提高SLD...     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

基于恒流源的陀螺仪测温丝电阻测量电路的设计

陀螺仪是一种广泛应用的惯性器件,针对陀螺仪测试效率低的现状,设计和实现了一种基于恒流源的陀螺仪测温丝电阻测量电路;采用恒流源测量电阻,能有效消除引线电阻带来的测量误差,显著地提高了测量精度;详细描述了系统的功能和总体结构,给出了系统硬件设计方法、软件结构图及实验数据分析;该系统还包括单片机控制的数据采集电路、液晶显示单元、报警输出单元;该测试系统已经成功运用于陀螺仪的温后电阻测量中,实践表明,系统运行稳定可靠,具有较高的测试精度。     

高精度电流偏置电路的设计

提出了一款应用于RF无线收发芯片的高精度电流偏置电路。综合考虑功耗、面积和失调电压对基准电压的影响,设计了一款符合实际应用的带隙基准电路。并以带隙基准电路作基准电流源的偏置,采用电压电流转换器结构设计了具有高电源电压抑制比（PSRR）的基准电流源。电流镜采用辅助运放的设计方法来提高电流镜的输出阻抗,减小沟道调制效应对输出的基准电流的影响,从而提高输出基准电流的精度。采用0．35μzmCMOS工艺设计芯片版图,版图面积为0．18mm^2。提取寄生参数（PEX）仿真结果表明,该电路在-55℃～＋90℃范围内的温度系数为15．5ppm／℃,室温下基准电压为1．2035V;在低频段电流源的电源抑制比为90dB;在外接电阻从1kΩ～400kΩ变化时,输出基准电流误差范围是0．0001μA。