基于LabVIEW的谐振式微悬臂梁传感器智能激励与检测系统

为了解决使用模拟锁相环设计传感器接口电路带来的精度低、测量过程繁琐等问题,采用软件锁相环设计了基于LabVIEW的谐振式微悬臂梁传感器智能激励与检测系统。将开环检测与闭环检测相结合,通过开环扫频获取待测传感器的参数信息,并通过在软件部分设计的锁相跟踪算法,使锁相更具针对性,锁相过程更快更准。采用该系统制作了便携式气体传感器样机,并对二氧化碳气体进行了实测,验证了该系统具有快速的频率跟踪能力和良好的频率稳定性。     

用零相位的方法检测微加速度计的谐振频率

介绍了谐振式微加速度计的工作原理。针对已设计好的谐振器样片结构,分析了微加速度计的驱动和检测原理。结合锁相环可以实现无相差的频率跟踪,提出了采用零相位差的方法来实现驱动信号动态跟踪谐振器的谐振频率,最后采用锁相环CD4046进行了硬件电路的设计。     

锁相环电路在超声旋转加工设备中的应用

频率自动跟踪技术是超声旋转加工的关键技术之一.本文阐述了超声旋转加工过程以及超声旋转加工过程中频率自动跟踪的必要性,介绍了超声波发生器的频率自动跟踪系统在超声加工中的实现方法,即声反馈法和电反馈法,重点分析了电反馈法中的锁相环电路频率跟踪方法,得出结论:锁相环电路能够满足超声旋转加工要求的频率自动跟踪.     

基于FPGA的谐振悬臂梁传感器智能接口电路

设计了基于FPGA的谐振式微悬臂梁传感器接口电路,将接口电路与谐振式微悬臂梁传感器组成闭环自激振荡系统.为满足接口电路智能化与输出频率稳定性的要求,设计了带有自动扫频功能的锁相环,以此锁相环为核心并结合外围放大、滤波、移相、整形电路构成的接口电路系统,能够自动扫频寻找谐振点并锁定,扫频精度为0.012 Hz左右,谐振频率的波动范围可达0.01Hz左右,且锁定范围极广.分别测试了谐振点在100kHz与500 kHz附近的两组传感器,该系统均能很好地自动扫频寻找谐振点并锁定.     

基于锁相环的电磁振动给料机频率跟踪控制

针对电磁振动给料机加料、送料的过程中,由于机身固有频率发生变化,振动频率不能及时调整而导致振动效率不高的问题,设计了一种基于锁相环的频率跟踪系统。该系统通过检测反馈电流频率,经过零比较器、锁相环,移相电路将反馈信号频率作为驱动频率作用于逆变电路,实现给料机频率跟踪的功能。该系统将锁相环技术应用于电磁振动频率控制,能方便地实现电磁振动给料机振动频率的自动跟踪,很大程度上简化了给料机的操作过程,使设备性能更优,生产效率更高。     

RT-Ⅱ型非接触式车辆测试仪的研制

五轮仪测试车辆的参数误差大,而且自身较重大。采用光电传感器研制而成的RT-Ⅱ型测试仪测量精度相对较高,质量轻巧,使用方便。论文介绍了光电传感器的原理及特点,重点设计了测试仪的信号窄带通跟踪滤波器,有效地消除了干扰,防止了信号失真。为了解决高速及起步车速测量的误差较大的难关,设计了锁相环预偏电路。设计中的跟踪滤波技术可适用频率信号范围十分广,有很大的推广潜力。     

基于锁相环的光电传感器信号调理电路

介绍了梳状光电传感器的工作原理。在分析传感器信号的基础上 ,用 SD- 380动态分析仪对信号作了频谱分析。基于锁相环 CD4 0 4 6 ,设计了适合于处理该信号的具体电路。试验证明 ,该电路跟踪速度快 ,捕捉时间短。基于此技术制作的车速仪 ,测量精度高 ,克服了五轮仪的缺点     

E类逆变器激励的电机位置传感器设计与实现北大核心CSCD

电机位置检测在电力牵引应用中对提高控制性能和效率非常重要。针对一类无铁芯的高频电机位置检测原理,聚焦其中的高频激励和位置解算设计与实现方法。所述传感元件基于磁耦合谐振式能量传输结构的特性,无需铁磁材料且可以进一步提高信号激励频率。高频激励电路优选具有负载无关特性的E类逆变器,其最佳工作状态下容许负载阻抗范围大,扩大了传感器的应用场景。解调解算部分引入模拟前端电路,通过相干解调原理实现(调幅)位置信号的解调,A/D采样后利用锁相环算法完成角度解算。实验结果表明,电机在1 350 r/min内恒转速工况下传感器机械角度误差峰峰值最大为0.252°,能有效检测电机位置。     

基于隧道磁阻效应微陀螺双闭环驱动电路研究

由陀螺谐振频率变化引起的陀螺灵敏度漂移和测量稳定性下降是进一步提升微陀螺性能需要解决的问题,文中提出一种基于自动增益控制和锁相环的双闭环驱动回路方法。研究了隧道磁阻微陀螺的幅频和相频特性,并利用Simulink搭建了陀螺驱动模态以及自动增益控制和锁相环双闭环控制系统模型。结果表明,当驱动模态的幅值和微陀螺的固有频率发生变化时,采用双闭环驱动电路系统可以实现恒幅控制和频率的实时跟踪,达到稳态的振荡时间在ms量级,远小于传统闭环驱动电路的响应时间,这一方法将对进一步提高微陀螺测量稳定性和高灵敏度起到关键性的作用。     

电涡流传感器激励信号源设计

在电涡流检测系统中,电涡流传感器需正弦信号加以激励。激励信号源是检测系统的关键部分之一。介绍了电涡流传感器信号激励源电路的工作原理,可以给电涡流传感器的并联谐振回路提供稳频稳幅的正弦信号。实验表明,该激励信号源电路能够满足电涡流传感器的需求,使涡流传感器能够稳定地工作。     

高频感应加热电源控制电路优化设计

研究了高频感应加热电源频率跟踪电路，利用Matlab／Simulink对控制电路中锁相环频率跟踪进行了仿真研究，然后按仿真的结果优化设计了电路。实践证明，该控制电路能自动快速跟踪负载谐振频率，电源能自动适应负载，工作在谐振状态或准谐振状态。     

一种新型数字锁相环

针对准周期信号整周期分析的目的,本文提出一种新型数字锁相环.其特点是:一是,具较快的锁定速度,可在一拍半内实现频率锁定;二是,相位抖动小、锁定精度高;三是,对于周期按斜坡规律变化的输入信号的频率可实现无静差跟踪。由于整个电路没有任何模似器件,故可方便地集成为大规模集成电路。     

永磁同步电机电流检测系统设计

完成了永磁同步电机电流检测系统设计,包括霍尔电流传感器、电流信号调理电路、采样电路及控制系统。推导了磁平衡式闭环霍尔电流传感器传递函数,分析了传感器参数对传感器响应时间的影响,设计了信号调理电路,采用同步采样方式进行电流采样,并给出了DSP/FPGA工作流程。最后设计了DSP/FPGA实验平台,进行电流环闭环实验,表明电流检测噪声较小。     

基于平面电感角位置传感器的双同步参考系锁相环

基于近几年新兴的低成本、高精度且适应恶劣环境的平面式电感角位置传感器,针对其输出信号进行角位置和角速度的解码研究。平面式电感角位置传感器输出信号需要经过解调得到正弦、余弦两路信号。通常这两路信号幅值不相等且相位相差不是90°(两路信号失衡)。传统的解码方法同步参考系锁相环只能从平衡的正弦、余弦信号中获得正确的角位置和角速度,而无法在信号失衡的情况下正常工作。本文提出双同步参考系锁相环,该方法能在信号失衡的情况下获得正确的角位置和角速度。仿真和实验工作均验证了双同步参考系锁相环解码方法的有效性。     

航空发动机转速调理模块设计研究

在航空发动机飞行试验中,需要对发动机转子基频激起的振动信号进行实时跟踪监视,在对振动信号进行监视的过程中需要可靠的测量发动机转速信号。当转速传感器因为某些原因输出信号为复杂信号时,一般的转速测量方法和设备无法直接测量,因此设计了航空发动机转速调理电路,对转速传感器输出的复杂信号进行预处理,得到幅值固定,频率与原信号一致的方波信号,从而为进一步发动机转速的准确测量和发动机振动的实时跟踪监视奠定了基础。     

数字闭环加速度计的带宽测试

为了测试数字闭环加速度计系统的带宽,对国军标1037A-2004中的电模拟法进行了改进。首先,讨论了用国军标1037A-2004中的电模拟法测试数字闭环加速度计带宽存在的不足,然后,对加入激励信号的数字闭环加速度计系统的检测电路及闭环控制模型进行分析。分析显示,在系统的反馈回路加入激励信号最终可以在输入端等效为外界输入加速度,且该系统的动态模型与传统机械激励测试法系统的动态模型一致。最后,提出一种在数字闭环加速度计的反馈回路外加激励信号来测试该系统带宽的方法。实验表明:数字闭环加速度计系统的实测-3dB带宽值为320Hz左右,与理论值(345Hz)基本吻合。该方法具有精度高、误差源少、便于在线测试等特点,可满足大多数数字闭环加速度计的带宽测试要求。     

弱电网条件下的单相频率自适应锁相环

为消除直流偏置和谐波畸变对基于二阶广义积分器( SOGI )的单相频率自适应滤波器锁相环跟踪精度的影响,提出了一种级联结构的弱电网条件下的单相频率自适应锁相方法.分析了输入直流偏置对SOGI２ 路正交输出信号的影响,以及 SOGI 锁相环的频率跟踪特性.设计级联结构的双二阶广义积分器( DSOGI )锁相环,前级 DSOGI 消除单相电网电压采样信号中的直流偏置,生成 ２ 路正交电压信号,后级DSOGI 分离出 ２ 路正交信号中的基波正序分量,并抑制电网谐波畸变对锁相环相角与频率检测精度的影响.功率硬件在环实验装置上的实物实验验证了所提锁相方法的有效性.     

基于数字锁相放大的时栅传感器信号处理研究

针对时栅位移传感器对信号噪声和插补时钟频率稳定性敏感及需要时钟频率高的问题,提出了一种基于数字锁相放大技术的时栅位移传感器信号处理方法。该方法用STM32F4微处理器同步产生激励信号和采集时栅输出信号,不需采集正交参考信号,将正交参考信号和输出信号送入正交矢量型数字锁相放大器,实现角位移检测。研究了基于数字锁相放大技术的时栅传感器信号处理原理和算法,设计了A/D采集电路和窄带低通数字滤波器。仿真和试验表明:在信号噪声较大条件下,时栅位移传感器的误差控制在±1.1″以内,显著提高了精度。该方法只需采集一路感应信号即可实现传感器角位移检测,优化和简化了电路结构。     

基于自动增益控制的声信号处理电路

介绍了驻极体电容式传声器的工作原理,针对声传感器输出的微弱声信号,及传感器接收的信号幅度强弱相差较大的情况,设计了基于自动增益控制的声信号处理电路;该自动增益控制法使放大电路的增益能够根据输入信号的大小在较大的范围内进行调节,从而保证了声传感器输出信号的信噪比,通过实验验证和分析,证明此处理电路的可行性、实用性和优越性。     

谐振型软开关逆变器控制信号补偿研究

针对谐振型逆变器输出电压波形畸变及开关管发烫的问题,分析了逆变器的拓扑结构及软开关控制原理,推导了并联谐振的频率响应特性,分析了波形过零点畸变的原因是由于芯片响应时间对控制信号产生了时延.针对信号时延问题,设计了基于CD4046锁相环频率跟踪技术的补偿电路,给出了补偿电路的电路图.最后,研究结果表明所设计的补偿电路有效...