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微弱信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的探討

作者: 時間:2011-03-20 來源:網(wǎng)絡 收藏
器。1M Hz 的交流信號經(jīng) U1,U2 后,變?yōu)榇笮∠嗟?,方向相反,及相位相差?1800 的 二個交流激勵信號,用該 交流激勵信號激勵差分電容傳感器;U4(AD745JR)是高輸入阻抗電荷轉(zhuǎn)移,該的特點是 具有很高的輸入阻抗,漏電電流極?。ㄗⅲ篗EMS 電容傳感器△C 一般只有1—4p,漏電對傳感器的精度 影響很大),提高系統(tǒng)精度。U4 是調(diào)理電路的中心,它是將在外加激勵信號的作用下,傳感器振動引起 的電荷的變化轉(zhuǎn)移成電壓信號的變化。R12、R13、R14 采用T 型連結,目的是提升電路阻抗,提高電路 系統(tǒng)放大倍數(shù)。U6(AD797)運算是 將C11、R16 組成的高通濾波器已去除低頻干擾后的電壓信 號經(jīng)適當放大,為下一步同步解調(diào)作好準備;U3(AD797)運算放大器組成的移相電路,其作用是使調(diào)制 信號和解調(diào)信號同步;本傳感器調(diào)理電路的同步解調(diào)器所采用的芯片為 美國 AD 公司生產(chǎn)的平衡解調(diào) 器U5 (AD630),所謂 平衡解調(diào)器是指:調(diào)制信號被解調(diào)出的結果只和調(diào)制信號的相位、頻率有關而 和調(diào)制信號的幅值無關;經(jīng)U5 同步解調(diào)出的電壓信號就是反應振動加速度大小的信號;U9( OP137) 運算放大器組成二階有源低通濾波器,電壓信號經(jīng)二階低通濾波器,濾除信號中高頻噪音成份;U10 ( OP177)運算放大器組成 跟隨器,信號經(jīng) 調(diào)整, 跟隨輸出。U7 (OP137) 運算放大器組成反饋 AGC 回路,將振動加速度信號的輸出信號比例后反饋回源極,使動極板產(chǎn)生和加速度方向相反的靜電力, 目的是增加加速度計的靈敏度和帶寬。該套加速度計的分辨率為 2-18。

圖 六 交直流激勵差分電容振動加速度傳感器調(diào)理電路

(注:激勵信號采用正弦交流信號而不用方波信號,是因為方波信號為離散信號沒有連續(xù)性, 解調(diào)時易產(chǎn)生尖頂脈沖過沖雜波,該尖頂脈沖過沖雜波不易濾除,貫穿整個電路,影響電路分辨率)

本文的創(chuàng)新點: 傳感器技術是信息社會的一大支柱,根據(jù)電容的物理特性制作的傳感器在傳感器家族中站有重 要的地位。提高微小電容、微小電容差分檢測精度,是目前中外測控技術領域科技攻關的焦點,也是 科技發(fā)達國家共認的測控科技的置高點。

本文重點講述了一套微小電容差分高精度檢測電路,用該套電路可測物體的加速度,該套加速度計 的分辨率可達 2-18。。。 本系統(tǒng)電路涉及 交流驅(qū)動,前置放大、阻抗匹配,同步解調(diào),有源濾波等。通過對二個案例的 介紹,以期待讀者對交、直流驅(qū)動;何時采用交流驅(qū),動何時采用直流驅(qū)動有所理解。以期待讀者 對系統(tǒng)電路的前置放大、阻抗匹配;為什么要前置放大、阻抗匹配;怎樣進行前置放大、阻抗匹配有 所理解。通過對微小電容差分高精度檢測電路的研究,提高的設計水平。


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