基于传感器微弱电流矢量检测电路的设计

该文通过对锁相放大电路设计原理和相敏检波相关性原理的研究,针对当前微/纳传感器信号小、频率高、测量难的特点,采用了双相锁相放大技术,克服了目前仪器昂贵、体积大和芯片不能直接测试电流的缺点,设计了能够应用于传感器微弱电流矢量检测的电路。该电路具有小型、简单、无需调相的特点,电流测量范围:0.61nA^50nA,频带:20kHz^40kHz,阈值为0.61nA,测量精度为0.19nA,相位测量精度为0.89°,能够实现ZnO纳米线传感器微弱电流幅值和相位测量的要求。

油基泥浆电成像测井仪器微弱电流检测电路设计

针对油基泥浆电成像测井仪器电流信号微弱、信号数量多、动态范围大的特点,设计了一种基于CPLD的微弱电流信号检测电路。结合微弱电流信号的特点主要讨论了低噪声流压转换电路的设计、放大滤波电路的设计及电路噪声的计算方法。设计中由CPLD实现模数转换电路的时序控制,电路最终完成26路信号有序的采集操作。实践表明,该电路能够稳定可靠地工作,达到了井下仪器信号采集的要求。

微弱荧光信号检测电路抗噪声能力对时间分辨荧光免疫分析仪测量精度的影响

时间分辨荧光免疫分析仪的测量精度取决于其对弱荧光信号检测电路的抗噪声能力。实验针对光电倍增管的特点,设计的电流模放大电路克服了常用电压模放大电路的弊端,提高了检测电路的抗噪声能力;为克服光电倍增管阳极暗电流的影响,设计了暗电流自动补偿电路。测试结果显示,在同样增益下,电流模放大电路及暗电流补偿技术采集的荧光信号中所含噪声小于电压模放大电路采集的荧光信号中所含噪声。采用电流模放大电路和暗电流自动补偿技术可以显著地减小噪声,较大地提高信噪比。提示采用电流模放大和暗电流补偿技术的微弱荧光信号检测电路可以提高信号采集精度、灵敏度、稳定性和可靠性,从而改善时间分辨荧光免疫分析仪的整体性能,提高其检测极限和检测精度。

pA级电流信号检测电路设计

针对光电探测、MEMS传感器微弱电流检测,设计了一种高阻型I-V转化皮安级电流检测电路.通过分析电路环路稳定性,指出了电路稳定的条件以及环路补偿措施.分析了电路带宽的影响因素,给出了电路带宽计算方法.介绍了微弱电流检测电路的相关屏蔽措施.通过试验,对电路的性能进行了测试,实验测试表明:当输入微弱电流值大于10pA的时候,该电路最大误差为1.5%.电路的灵敏度为10.052 8mV/pA.该电路可满足光电探测与MEMS传感器微弱电流检测的需求.

用于免疫微传感器的CMOS微弱电流读出电路

分析了传感器微电极产生信号的特点,阐述了读出电路的工作原理和设计要点,采用电流转换为时间的方法实现了弱信号的读出,最小可测量1 pA的直流电流,量程达5个数量级,相对误差小于0.1。并且系统自带10位数字信号输出,避免了使用AD转换器带来的功率和空间的消耗。系统采用Chartered 0.35μm标准CMOS工艺流片。

4πγ电离室活度计电流检测装置设计

为快速准确检测4πγ电离室活度计中输出的极微弱电流,构建了一套基于高值电阻I-V法的宽量程、高准确度、具有校准与自动补偿功能的电流检测装置。被测电流经过改进型I-V电路取样、信号调理、模数转换以及微控制器计算处理后,以电流值的形式显示在上位机。经验证,该装置的有效电流测量范围为0.01 pA〜0.5 mA,测量误差低于0.85%±3 fA,具备极微弱电流检测条件,满足活度计的指标需求。

强磁场下微弱信号检测系统设计

为获知母线电流的分布情况,给母线配置提供参考,设计了一个以高精度运放INA114和RAM处理器S3C2440为基础的检测装置,使其在强磁场环境下能完成微小电压和温度信号的测量。阐述了强磁场环境的特点和影响,重点分析了系统的硬件构成,软件设计和系统所采取的抗干扰措施。其中,硬件设计采用了功率谱估计的方法确定信号频段,通过Labview的仿真实验验证了该方法的可行性,并以该频段信息为参考依据设计了低通滤波器。最后,通过试验数据证明了该系统的可靠性,其测量误差小于5%,且在强磁场环境下能实现每秒采集一次数据,实时跟踪电流变化的功能。

低噪声无偏置电压-电流变换器

为解决电压-电流变换器电路的直流精度、噪声性能和交流性能间的矛盾,提出了一种直流部分与交流部分相对独立的电路结构.以两个对称的单晶体管共基组态放大器为交流变换单元,将交流输入电压变换为交流电流分量.一对匹配的精密恒流源电路分别为两个交流变换单元提供恒流偏置.将两个交流变换单元的输出电流叠加,抵消偏置电流,即可获得无偏置交流电流.该电路利用运放获得优异的直流性能,但运放位于交流回路之外.交流信号回路中只有晶体管和无源元件,从而同时实现了良好的噪声性能和高频性能.

纳米光栅微陀螺前置放大电路的设计与分析

针对纳米光栅微陀螺输出微安甚至皮安级的微弱电流信号,设计微弱电流信号的前置放大电路,研究微弱电流信号检测与电路稳定性的理论,提出一种低成本、低噪声、高信噪比的微弱电流检测方法,即高阻型的I-V转化法,并给出高阻型I-V转化电路的响应带宽计算公式以及电路稳定性的分析方法。通过搭建测试台,对电路性能及功能进行实际测试。实验结果表明:该电路可对皮安级的微弱电流信号进行检测放大,电路灵敏度为10 mV/pA,最大检测误差为1.5%(当输入微弱电流值>10 pA时),满足纳米光栅微陀螺的微弱电流检测的需求。

双链刮板运输机的断链保护

近几年,各煤矿在实现双链刮板运输机集中控制中对断链保护的方法积累了不少宝贵经验。南桐红岩煤矿以磁感应发生器做检测元件,系用“与门”电路及延时环节等元件组成断链保护电路,在实际应用中收到了较好的效果。下图为南桐红岩煤矿双链刮板运输机集中控制电路。