一种压阻式传感器信号调理电路的设计

由于压阻式MEMS传感器输出信号极其微弱,极易受到测试环境的噪声干扰,还需要外接调理电路,为了提升信号的采集精度,提出一种压阻式传感器信号ASIC调理电路的设计方案,实现输出信号的放大、滤波功能。测试结果表明,调理电路可以在10~200倍的范围内调节增益,-0.5 dB截止频率调节范围覆盖0.1~20 kHz;低频范围内,芯片的等效噪声为45 nV/√Hz。将调理电路与传感器相结合,改进的测试系统响应速度快,滤波效果更好,测试精度优于5%,传感器非线性为5.4%。同时,调理电路的大小和体积也很小,功耗低,对后续继续研究传感器测试系统有重要意义。

一种差动式位移传感器芯片的信号调理电路设计

设计了一种适用于线性可变差动式位移传感器(LVDT)的信号调理电路,该电路用于将LVDT的副边输出信号进行处理,并输出一个表征铁芯位移的直流电压;主要由解调电路、除法电路和运算放大器组成。LVDT副边输出为两个互补的正弦波信号,直接驱动信号调理电路;由于该信号调理电路采用了独特的比值架构,得到的是两个电压的差与和的比值,所以不要求LVDT初级激励使电压幅度保持稳定,同时,LVDT初级与次级线圈的相移以及干扰电压对该电路的功能不会产生影响,能有效地解决传统信号调理电路在测量精度和可靠性等方面的问题,具有更好的稳定性和性能优势,经过仿真验证及流片测试表明,该信号调理电路总误差≤1.49%/FS,线性度≤0.05%,满量程输出电压≥±10 V。各项功能指标均达到设计要求。

数据处理与信号调理组合系统设计

数据处理组合与信号调理组合是自动化测试系统的重要测试设备,数据处理组合包括电源、控制器、DA输出、AD采集、数字IO信号处理、串行总线通信及1553B总线通信等几个部分,目的是能够实现模拟量及数字量信号控制输出、模拟量及数字量信号采集监测、RS422串行总线通信及1553B总线数据通信等基本功能,模块化设计采用PXI总线架构形式,优点是成熟稳定可靠并且能够支持扩展,数据处理组合控制器接收指令与各功能板卡配合完成所需功能;信号调理组合作为被测与数据处理组合的中间信号转接设备,实现了数据参数的接口匹配及信号隔离等功能,重点对信号调理电路及芯片进行了计算研究,经实验测试实现了不同幅值的数字量信号和模拟量信号输入输出转换及不同转换比例的电压电流转换,经实际应用满足了信号转换及隔离等功能。

电流型碲锌镉探测器模拟信号调理方法研究

针对电流型碲锌镉(CdZnTe,CZT)探测器输出的快脉冲模拟信号后沿存在过冲、振铃等信号畸变问题,采用传输线理论,分析了阻抗匹配对CZT探测器输出电流型快脉冲信号的影响,仿真研究了电流型快脉冲信号的典型阻抗匹配方法。根据仿真结果,采用平面型CZT探测器样品,在西安120 MeV电子直线加速器上开展了实验研究,研究了不同阻抗匹配位置、不同匹配电阻阻值下CZT探测器输出的模拟信号,实测波形和仿真结果符合较好,验证了本文提出的模拟信号调理方法的可行性。提出的以阻抗匹配为核心的模拟信号调理方法,对电流型半导体探测器,及其他类似超快时间响应探测器中的脉冲信号畸变问题,具有一定的借鉴意义和参考价值。

线性位移检测信号调理电路设计

线性位移检测时会输出一个调幅波,幅值反映了位移大小,但位移方向无法判断。针对此问题,提出一种信号调理电路,主要由相敏检波器和低通滤波器组成。首先对其电路的工作原理做了理论分析、仿真设计与验证,然后设计制作PCB电路、对各个电路测试点的波形进行测试与验证。最后将其应用于LVDT线性位移测量,测得灵敏度S=-1.97672 V/mm,非线性误差γ=0.83%,实验结果表明,该相敏检波器具有结构简单、调试方便、抑制噪声能力强、可靠性高等优点,能够实现对信号的准确检测和解调。

一种差分电荷振动信号调理电路设计与验证

航空发动机工作过程中存在较大振动,对这些振动信号的准确采集是实现航空发动机状态监视、故障诊断及故障预测的基础。差动式压电式加速度传感器能将振动信号转换成微弱的电荷信号,该信号需要准确可靠的采集。本文提出了一种差分电荷振动信号调理电路的设计方案,并进行了仿真及测试验证,结果表明该电路测量精度可达2%,可实现航空发动机振动信号的准确采集。

一种低噪声多通道的信号调理单元设计

主动声呐系统中,信号调理单元完成信号的滤波与放大,其结果决定了后期信号处理的稳定性和可靠性。为此,文章设计了一种可用于主动声呐系统的低噪声多通道信号调理单元,介绍了低噪声多通道信号调理单元的组成及设计原理。结合某型主动声呐系统中幅度与相位一致性、短路噪声、固定增益等接收机关键性能指标实际测试结果,对其开展数据分析和相关计算。计算结果验证了该低噪声多通道信号调理单元满足实际使用需求,性能指标优良,能长时间稳定工作。文章设计可供相关研究人员针对特定功能声呐系统,设计对应的接收机信号调理单元时参考。

呼吸压力信号调理的原理与应用

本文介绍利用MAX1450压力调理芯片调理呼吸压力信号并将调理后信号进行单片机处理的原理与应用

两线制IEPE传感器前置信号调理电路

设计了一种信号调理电路,用于外骨骼机器人和工业炉窑监测现场微弱信号的放大。该电路将IEPE(压电集成电路)加速度传感器采集的设备振动信号,在A/D转换前进行交流同相放大和滤波等处理。经工业现场中实际应用验证,该电路信号失真度小、信噪比高、抗干扰能力强,可以满足干扰环境下微弱振动信号的调理需求,具有重要应用价值。

应用于电解质分析仪的信号调理电路的设计

在电解质分析仪的测试中,为了对样品液进行有效的测试,利用离子选择电极作为信号转换元件,通过对其输出信号进行分析,设计出相应的信号调理电路。设计应用了高输入阻抗的集成运算放大器CA3140作为信号放大电路的核心器件,实验证明:经过放大和平移后效果理想,并给出了相应的实验数据。

PVDF压电传感器信号调理电路的设计

设计PVDF压电传感器信号调理电路,详细介绍前置放大、工频陷波和低通滤波电路的设计原理。利用数字示波器对PVDF压电传感器信号调理电路进行测定。试验结果表明:设计的信号调理电路工作稳定可靠、重复性好、噪声小,抗干扰能力强,工频及工频倍频陷波效果明显,信号处理实时、准确,PVDF压电传感器能够用于工业现场信号检测。

矿用振动加速度传感器信号调理装置研制

针对煤矿井下大型设备振动信号难以采集的问题,设计了一种矿用振动加速度传感器信号调理装置。详细介绍了该信号调理装置中振动加速度传感器的选型设计,振动信号调理板中的供电模块、激励电路、滤波电路设计及防护设计。测试结果验证了该信号调理装置的可靠性和实用性。

水体叶绿素a光学传感器信号调理电路设计与测试

为了将水体叶绿素a光学传感器光通路微弱的荧光信号转换为能够满足模数转换器件输入要求的稳定电信号,在前期光通路部分设计的基础上,设计了水体叶绿素a光学智能传感器的信号调理电路部分。该电路包括激发光源驱动模块、光电I/V转换与放大模块、滤波模块、检波模块4部分:对于激发光源驱动模块,采用偏置匹配度高、偏置偏移极小、压差更低的集成驱动芯片,同时驱动多组LED,比传统的限流电阻方案更加稳定、高效,驱动电流也更加一致;设计的光电I/V转换与放大模块,经过I/V转换电路和同相比例放大电路进行了两级放大,相比传统滤波放大电路具有放大交流、抑制直流的特点;在滤波模块,采用单片集成有源滤波器,无需外接电容,与传统的高阶低通滤波器相比,不仅受杂散电容的影响小,而且可以有效减小电路体积;在检波模块,使用了一款具有增量累计转换方式的集成转换器芯片,较之传统的峰值检波电路具有更宽的输出幅度、轨对轨输出、更快的转换速度和更高的转换精度(高达99.75%),而且具有输出直流稳定、温度漂移更小等特点。

一种高精度信号调理电路

介绍了 4～ 2 0mA电流信号接收芯片RCV4 2 0和模拟光电耦合器HCNR2 0 1的基本原理和典型的应用电路 ,给出了一种实用的新型的信号调理电路 ,并对这个电路的实验数据进行了分析。

基于热电偶的温度测量信号调理电路

在导弹发射试验中,温度测量占有重要地位。为了获得导弹发射试验中尾罩底部燃气温度,设计了一种温度信号调理电路。该电路以仪表放大器AD623、二阶有源低通滤波电路为核心,利用热电偶作为敏感元进行测量。经过验证该电路可以完整记录导弹发射试验中相关温度的数据。

频率域感应式磁传感器信号调理电路研究

感应式磁传感器在地球物理电磁法勘探中已得到广泛应用,国内多家单位已开展感应式磁传感器的研制工作。这里首先介绍了感应式磁传感器的原理,然后对其信号调理电路(开环式和闭环式电路)进行了分析,综合二者的优点设计了信号调理电路,并研制出相应的磁传感器。最后通过野外对比试验,验证了所研制的磁传感器的有效性,该设计为感应式磁传感器地研制提供了很好地技术支撑。

基于最小二乘曲线拟合的信号调理电路误差补偿方法

在自动测试系统中,常常需要信号调理模块对输出或者输入信号进行调理,而由于信号调理电路的非线性及零漂常常会大大影响系统精度,对信号调理部分的误差进行分析并进行软件补偿是很有必要的;提出了一种基于最小二乘曲线拟合方法的信号调理电路误差补偿方法,应用该方法可以得到信号调理电路的误差曲线,进行补偿后可以大大降低信号调理电路的误差,提高系统精度。

ACFM检测系统的信号调理电路

根据交流电磁场检测(简称ACFM)的信号特征,设计了一种用于ACFM检测系统的信号调理电路。该电路由低噪声的程控放大、自适应带通滤波、后级可调放大和真有效值转换四部分组成。经试验验证,该信号调理电路适用范围宽、检测精度高、可获得理想的检测信号特征曲线,且工作稳定可靠,可用于高性价比的ACFM检测仪器中。

电容传感器信号调理的新方法

介绍了小电容量的电容传感器信号调理的一种新方法。利用最新的可编程电容电压转换集成电路XE2 0 0 4 ,充分考虑小电容信号受引线电容以及其它寄生电容的影响 ,辅以单片机的数字化修正 ,设计了基于XE2 0 0 4的信号调理电路。详细介绍了XE2 0 0 4的校准方法。

用于电磁流量计信号调理的数模混合最优滤波方法

针对采用低频矩形波励磁的电磁流量计感应信号、干扰和噪声信号的特性,提出了基于数模混合最优滤波方法的信号调理方案。对数模混合最优滤波方法的原理和消除、抑制干扰和噪声的机制进行了理论分析,分析了该方法的原理误差及补偿方法,在此基础上设计了电磁流量计。理论分析和检定实验表明数模混合最优滤波法是一种有效消除微分噪声的方法,它既能除去电磁流量计的微分噪声,又能有效降低其他各类噪声干扰,从而获得更高信噪比的流量信号。