核电厂安全级DCS模拟量隔离器的设计与研究

核电厂安全级DCS系统中有温度、压力、流量等数量较多的模拟量信号,变送器将现场传感器采集的非标准电信号转换为4mA^20mA标准信号送入系统进行模拟量数字化处理。针对核电厂安全级DCS系统的隔离和分配要求,需要一种高性能的模拟量隔离器对4mA^20mA模拟量信号进行隔离和分配。提出了一种基于线性光耦的核电厂安全级DCS模拟量隔离器的设计方案,通过对电路的原理设计以及器件的选型,使得该方案具有电路简洁、精度高、温漂小、响应时间短、制造成本低等优势。该模拟量隔离器在核电厂安全级DCS系统中具有广泛应用。

高精度逆变电源输出电压直流漂移的调偏控制

逆变器中的隔离环节、各功率器件等存在漂移和特性不对称以及正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)都会引起逆变电源输出电压的直流漂移。该文提出了一种高精度逆变电源输出电压直流漂移的调偏控制方案,系统采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的全数字控制。给出了直流调偏控制的基本原理及其闭环控制系统。分析了模数转换器(analogue-to-digital converters,ADC)精度与数字脉宽调制(digital PWM,DPWM)精度之间的关系,并给出了抑制极限环振荡的必要条件。提出一种提高DPWM精度的新方法,可以进一步提高直流调偏控制的精度。最后,在一台单相8重化9电平电压型逆变器的实验平台上进行实验验证,实验结果表明了该控制方案的有效性。

高精度宽频带逆变器输出直流漂移控制的一种新方法

逆变器驱动纯电感负载时,很低的直流漂移电压就会产生很大的直流电流。很难从数百伏的交流电压中检测出mV级的直流电压分量。采用对交流输出电流进行检测和调偏控制的方法解决了这一难题。对输出交流电流进行双向分离、分别采样和滤波,然后通过两个分量的对比来进行调偏控制,有效地提高了检测和控制精度。同步采样和低频采样拍频会带来严重的检测误差,采用多重互质采样频率同时采样的方法有效地缓解了这一矛盾。仿真和实验结果均证实了上述方法的有效性。

一种双正交零中频接收机的设计和电路实现

零中频接收机以其低功耗和易于单片集成等优点,已经成为射频接收机发展的重要方向,但它也存在固有的缺陷,如相位偏移导致的IQ不平衡和直流漂移.双正交零中频接收机采用交叉混频的双正交结构降低IQ不平衡对相位偏移的敏感度,并采用差分放大的形式消除直流漂移问题.通过对一种双正交零中频接收机进行改进、仿真和电路实现,电路测试结果和仿真结果相符.

PWM整流器无电压传感器预测电流控制

传统PWM整流器预测电流控制需借助交流电压传感器测量电网电压,针对电压传感器硬件成本高、安装困难及可靠性低等问题,提出将虚拟磁链引入PWM整流器预测电流控制方法中。建立两相静止坐标系下PWM整流器虚拟磁链数学模型,采用带有补偿项的一阶低通滤波器代替纯积分环节对电网虚拟磁链进行估计,解决因纯积分环节带来的积分初值和直流偏置问题,利用虚拟磁链计算瞬时功率和电网电压矢量幅值及相角,结合预测电流控制方法建立PWM整流器无电压传感器预测电流控制系统。仿真结果表明无电压传感器预测电流控制系统电网电压及电流相位同步,电网电流谐波畸变率低,直流母线电压准确跟踪其指令值,表明所提方法的有效性和可行性。

多项式拟合法消除电化学噪声的直流漂移

针对典型的均匀腐蚀与点蚀体系中的噪声数据,研究了采用多项式拟合法消除噪声数据中直流漂移的方法的特点,并对消除前后数据的时域分析和频域分析结果的差异进行了比较.结果表明:采用多项式拟合法可以很好地消除噪声数据中的直流漂移,但是必须注意多项式最高方次的选择,建议通过功率谱密度(PSD)图判断拟合结果的正确性.试验证明:为了避免对低频数据产生过度消除,多项式最高方次不宜过高.消除漂移后,噪声谱、噪声时域统计量和PSD的低频段均发生了明显的变化.

一种抑制高增益直流耦合放大电路中直流漂移的电路

直流漂移现象在直流耦合放大电路中是不可避免的,放大器的放大倍数愈大,在输出端出现的直流漂移现象就愈严重。本文提出了一种可以有效抑制高增益低噪声直流耦合快前置放大电路中的直流漂移的电路。将此电路用于我们所设计的高增益(Av≥1000)直流放大器中,有效抑制了输出端的直流漂移。对该放大器进行了100h的工作测试,结果输出直流漂移小于±3mv。

精密低噪声前置放大电路的设计

介绍了一种中、低频低噪声前置放大电路的设计方案。理论分析影响低噪声前置放大电路的因素;采用抑制噪声和直流漂移电路减小噪声干扰;并对设计电路进行测试和分析。测试表明其等效输入噪声失真率≤0.04%（输出9.5 rms时）;在1~100 kHz范围内,频率稳定度≤0.01%。

基于STM32的微位移检测系统设计

研制了一种基于STM32的微位移检测系统设计方案。通过抑制直流漂移的电路处理模块得到直流稳定的两路光电信号。根据两路光电信号的相位特点,采用STM32同步采样两路光电信号,并利用椭圆拟合、最小二乘法、相位解包裹法对采集的数据进行处理运算,计算出微位移。现场测试结果表明:该系统满足微位移测量要求。

直流漂移对PGC解调结果的影响

在实际的相位生成载波(简称PGC)解调输出中,直流漂移会使解调结果产生失真.为此,对其影响进行了理论分析,并对分析的结论进行了仿真验证,研究了实际数字化实现PGC解调原理中消除这种影响的方法.结果证明,用软件算法和硬件高通滤波电路都可以有效地降低直流漂移的影响.

启用量子化霍尔电阻基准时国内直流电阻量值的修正

报告了2003年以来采用量子化霍尔电阻(QHR)监测的原国家电阻基准的长期漂移率;通过直流电阻副基准分别与QHR和原主基准比对,确定了原主基准相对于QHR的偏差。2008年1月1日启用QHR新基准时,溯源到原基准的直流电阻及相关量值的修正量为-0.70μΩ/Ω,该修正量的不确定度为0.05μΩ/Ω,涉及到一等及其以上各级电阻计量标准。

直流系统绝缘监测的直流漏电流法改进方案

支路巡检是确定接地点前的重要步骤。针对传统直流漏电流法所引发误报和漏报,文中归纳为5个方面的原因,并提出了一套改进方案。在分析漏电流传感器中电流分量和直流网络中各级母线电压差的基础上,通过对算法的优化,本方案不仅提高了测量精度,而且克服了传感器零点漂移的影响,回避了下级母线接地电压表导致的泄漏电流。通过对闭环状态下穿越电流和开环状态下电流分流的分析,改进的故障支路指示方式取代了传统的漏电流决定绝缘电阻、决定报警的工作方式,避免了对运行人员的误导。模拟试验验证了该方案算法的正确性,以及与多种母线绝缘监测方式配合的适应性。

直流电流比较仪双铁芯磁性能一致性的研究

搭建了由对称方波电压源、直流电流源、示波器、峰差解调电路组成的试验线路,提供了铁芯的具体参数和绕线要求,将10个绕制好的铁芯两两组合依次进行磁性能一致性的试验,测量了灵敏度和10min内的漂移量。试验结果表明,物理参数相近、制造工艺相同的铁芯两两组合后的磁性能仍然有明显的分散性,灵敏度的最大值为7 mV/(μA·T)、10min内最小漂移量为3μA·T。

低抖动小漂移开关脉冲发生器研究

开关脉冲发生器输出的稳定性是影响大口径电光开关可靠性的关键因素,而输出脉冲的触发延时和抖动则是其稳定性的两大重要指标。利用国产VE-4073氢闸管进行了分析和实验研究,通过采用直流加热氢闸管灯丝和氢储存器,以及精确、稳定的双脉冲触发技术,大幅减小了开关脉冲发生器触发延时的抖动和漂移,48 h内开关脉冲发生器输出漂移仅6.1 ns。

一种915MHz零中频接收电路设计

与超外差接收电路相比,零中频接收电路结构简单,易于集成实现小型化,无镜频干扰,能省去昂贵且难以集成的镜频抑制滤波器,信道选择在低频进行,只需使用低通滤波器。但直流漂移、本振泄漏、低频噪声这些零中频结构固有的缺陷却使人们实现零中频的尝试不断失败。本文在某915MHz频段移动通信终端接收电路设计中,通过对这些缺陷的分析,提出对零中频结构的两处改进措施,用以抑制直流漂移、本振泄漏和低频噪声,完成了915 MHz零中频移动通信终端接收机的仿真设计。通过仿真软件ADIsimRF和ADS的计算与仿真,理论上验证了其可行性和科学性。

直流系统在线绝缘检测技术研究

提出了利用不对称电桥的直流系统在线绝缘电阻检测方法。基于对地直流泄漏电流的检测来确定馈电支路的接地故障。分析了磁偏差调制直流电流检测传感器的工作原理。所设计的检测电路把敏感线圈电感的变化转换成振荡信号频率的变化,实现了对直流泄漏电流的精确检测,且交变振荡信号又能有效地消除敏感线圈中直流电流引起的剩磁现象。通过现场运行测试,实验结果表明所提出的检测方法是有效与可靠的。

矿井直流电法及在煤层底板突水探测中的应用

阐述了矿井直流电法及其在探测煤层底板突水中的应用．由于受全空间效应和巷道空间影响，井下稳恒电流场的分布有其特殊性．文中重点叙述了不同矿井直流电法的全空间效应和巷道影响特征，给出了拟一维层状介质模型的巷道影响校正系数公式．结合应用实例，对巷道底板电测深法、矿井电剖面法和高密度电阻率法资料的处理与解释方法分别进行了讨论．

数字量输出型直流电压互感器的误差特性分析

针对数字量输出型直流电压互感器实际误差情况及误差特性研究不足的现状,建立数字量输出型直流电压互感器的误差分析模型,完成现场校准试验,得到实际误差情况,并详细分析误差特性。结果表明,数字量输出型直流电压互感器存在超差现象,但可以通过误差修正达到0.2级要求;基本误差的线性度为0.1%~0.2%;升降变差和短时稳定性均在10-4数量级;存在零点漂移现象,经过零点修正,线性度优化了0.08%,10%额定电压下的测量准确度提高了0.1%。

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11μV,优于JFET类型精密放大器OPA828;放大器温度系数为-2~-4μV/℃,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。

直流电源激励下的电路高分辨力应变信号处理

针对应变信号测量中存在的噪声与直流漂移问题,在研究应变信号漂移特性的基础上,提出了一种适用的直流漂移消除方法,即根据信号的局部极值点进行分段,而后对各段进行多项式拟合;对漂移消除后的信号采用一维双边滤波进行降噪处理,提出了双边滤波最优参数的选择方法,并以信噪比为指标对双边滤波的降噪性能进行了评估。利用实验检验了提出方法的有效性,实验数据为微创外科手术机器人力传感器的应变信号。实验结果表明,经改进的分段多项式拟合方法有效去除了直流漂移;双边滤波方法不仅适用于信号的动态滤波,也保证了良好的滤波效果;使用本文提出的应变信号处理方法后,力传感器的分辨力优于2 g。