VCA610在水声模拟信号调理机中的应用

在水中兵器试验中,水声模拟信号调理机输入信号的超大动态范围,决定了自动增益控制电路(AGC)不仅是其重要的组成部分之一,更是其必要和关键的设备。VCA610是TI公司研发的电压控制可变增益放大器,它不仅具有一般AGC芯片的低噪声、高阻抗、宽波段的性能特点,更具有独特的"线性增益和80dB的增益控制范围"。文章从通用水声模拟信号调理机的功能组成入手,结合VCA610的性能特点和具体使用要求,重点分析其输入/输出对应关系,提出了比较实践可行的"VCA610在水声模拟信号调理机中的AGC应用电路",实现了"输入信号范围(2mV～2V)60dB的线性、无失真、恒定输出"的战技指标。文章对VCA610的控制端的抗干扰性和输入端的消直电路也作了简要的分析和设计,以提高产品的通用性能。     

医学超声内窥成像系统的数字增益补偿

为了补偿医学超声内窥镜中超声信号的传输衰减,设计了由AD8065、AD8331和现场可编程门阵列（FPGA）组成的前置放大与增益补偿电路．电路采用AD8065实现超声换能器与增益补偿电路间的阻抗变换,然后,根据超声信号在人体组织中的衰减规律,由FPGA输出补偿控制电压,控制AD8331实现对回波信号的补偿放大．对实际超声回波进行的补偿实验表明,该电路能够有效地补偿超声信号的传输衰减,而且,利用FPGA的可编程性,该电路可根据不同的衰减曲线进行灵活配置.     

基于ICP压电传感器的冲击波超压存储测试系统设计

针对现有冲击波超压测试系统的不足,设计一款集传感器、调理电路及数据采集电路为一体的存储测试系统。采用存储测试技术原理设计的冲击波超压采集存储测试系统,利用新型ICP压电传感器能够将压电模块与内置电荷放大器集成一体的优势,使输出为放大信号;通过运算放大器和MAX4638的搭配运行,实现增益可调的功能;采用LC-Π型滤波对相应的模拟电压进行滤波处理,放大后的信号再经过Sallen-Key二阶滤波器进行滤波处理。采用FPGA进行数字逻辑控制设计,提高测试系统的稳定性和可靠性,并减小系统体积。经测试表明:在相同测试环境下,冲击波超压持续时间与测试半径成正比,而冲量大小与之成反比。系统已多次参与弹药静爆试验,验证其可靠性、稳定性。     

MEMS三维微触觉力传感器标定方法

针对一种微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)三维微触觉力传感器,采用悬臂梁弯曲变形获得了标准微小力信号,通过测量传感器敏感梁弹性导致的传感器测杆的微小位移量,对标定过程中的误差进行了补偿,实现了三维微触觉力传感器的精确标定.建立了MEMS三维微触觉力传感器标定系统,对悬臂梁的弹性系数进行了标定,对传感器测头输出的微小电压信号设计了线性化的信号调理电路.标定过程中考虑了由于传感器敏感梁弹性变形导致的传感器测杆的微小位移量对标定精度的影响.采用高精度的纳米测量机(nano-measuring machine,NMM)对传感器测杆的位移特性进行测量,利用该参数对传感器的力特性系数进行误差补偿,最后根据传感器输出的初始电压和力特性系数建立了传感器的力特性输出方程.     

传感器的调理与补偿

在对传感器输出信号进行预处理的过程中 ,往往要把微弱的信号进行放大 ,要求放大器有足够大的共模抑制能力、很强的差模电压放大能力、很高的输入阻抗和稳定的工作性能。但当传感器的输出电阻不为零时 ,运放的等效输入阻抗将不对称 ,从而使单运放的失调增加 ,尤其是在运放输入阻抗较低时更为严重。如果放大电路的共模抑制能力不足、外接电阻匹配不精确 ,则传感器的输出引线电阻、噪声等将在放大电路的输出端引起更大的共模干扰。而运放输出端较大的共模输出信号 ,将使运放的线性度下降而难以有效地放大有用的差模信号。如果共模信号幅值超过…     

传感器的调理与补偿

在对传感器输出信号进行预处理的过程中 ,往往要把微弱的信号进行放大 ,要求放大器有足够大的共模抑制能力、很强的差模电压放大能力、很高的输入阻抗和稳定的工作性能。但当传感器的输出电阻不为零时 ,运放的等效输入阻抗将不对称 ,从而使单运放的失调增加 ,尤其是在运放输入阻抗较低时更为严重。如果放大电路的共模抑制能力不足、外接电阻匹配不准确 ,则传感器的输出引线电阻、噪声等将在放大电路的输出端引起更大的共模干扰。而运放输出端较大的共模输出信号 ,将使运放的线性度下降而难以有效地放大有用的差模信号。如果共模信号幅值超过…     

基于PMT模块的供电电路及信号调理电路的设计与实现

本文介绍的是基于光电倍增管(PMT)模块的供电电路及信号调理电路的设计,用于浮游植物粒径检测系统中微弱荧光信号的检测。设计的供电电路将开关电源输出的12V电压转换为低噪声、低纹波、稳定性好的±5V的电压供光电倍增管模块及其信号调理电路使用,实现了一个电源多种应用的目的,并为PMT模块的输出信号设计了信号调理电路,减小了光电检测电路的噪声,提高了检测精度。     

超声衰减增益补偿电路的设计

医用超声仪器发出的超声波在人体内的传播过程中，能量被人体组织吸收，随着探测深度的增加，超声波能量逐渐衰减，回波信号的动态范围很大，因此要进行声程补偿。文章简要介绍了超声诊断仪器的深度时间增益补偿电路(TGC)的基本原理，即用一定的电压曲线来控制放大器的增益，使不同深度下的超声回波获得不同的放大倍数。文中还提出了一种采用新型电子元器件的数字控制解决方案，能有效减小送入A／D转换器的信号的动态范围。该方案采用新型的高精度、低噪声、增益可变放大器AD604，电路简单，控制信号稳定可靠，能准确地补偿超声波在人体内的衰减，并为控制系统实现高速数字化提供了一个方法。     

小型地磁传感器的低噪声前置放大电路设计

一些小型地磁传感器输出噪声电压水平在10 nV/Hz左右,现有nV级噪声水平的前置放大器体积太大难以满足其信号调理需求.针对这个问题,本文阐述了低噪声放大电路输入级设计原理,利用Multisim对输入级电路等效输入噪声电压等指标进行仿真,研制出一种基于差分输入的小型低噪声前置放大电路.给出了电路关键性能指标的仿真和测试结果,测试结果表明该电路具有良好的噪声特性和共模抑制比,噪声电压水平仅为3.7 nV/(Hz)～(1/2)@3.5 kHz,共模抑制比110 dB,增益为100～1 000连续可调.     

解析媒体矩阵（Media Matrix）（八）——DEVICE的原理和使用（6）

自动增益控制AGC 自动增益控制原本是一个普通的电路模型,在大量的电子设备中都使用它。在一个简单的负反馈放大电路中,AGC可以根据前级输入的电平大小自动控制输出端的放大量:当输入信号降低的时候,AGC电路使得放大器提高输出增益;而当输入信号升高的时候,AGC又使放大器的输出增益降低,这样通过反复的、动态的调节,放大器就能“自动适应”     

卫星太阳敏感器模拟器校准技术研究

针对卫星姿轨控半实物仿真系统的技术要求,提出了一种用于太阳敏感器模拟器的校准装置。校准装置以FPGA和AVR单片机为控制核心,微型单板电脑模拟动力学计算机,通过网口进行指令的上传下达。内置信号调理电路、高精度采集模块,数据解算模块等。该校准装置集成度高,替代了原有由数字表、动力学计算机等组成的复杂校准系统,有效地降低了成本,提升效率约40%,实现了太阳敏感器模拟器的快速全过程在线校准。     

基于足底压力信号的步态识别

设计了一款基于足底压力传感器的足底测力系统,对压力传感器进行选型布局,设计信号调理电路,对采集到的压力信号进行放大及滤波处理,搭建硬件平台,设计信号采集界面;进行传感器标定实验以及足底测力系统实验,采集测试对象以不同步速进行平地行走以及楼梯行走时的足底压力信号;对采集到的足底压力信号进行比例运算,确定模糊集,设计隶属函数,以比例信号作为输入量进行模糊化处理,采用Larsen产品暗示法作为推理算子建立模糊规则推理,根据模糊输出信号识别出步态相位。     

传感器比较式电子计价秤校准装置的研制

贸易结算用电子计价秤是国家必须强制检定的工作计量器具,但使用中检验项目繁多,人工操作效率低.针对这一问题,提出了一种利用高精度称重传感器作为检定标准器替代标准砝码实现电子计价秤使用中检验的方法,并研制了一套传感器比较式电子计价秤校准装置.该装置利用直线步进电机闭环控制技术产生精密重力,由高精度电路进行信号采集处理,具有显示和通讯功能.实验表明,传感器线性度为0.023%,分辨力为0.001kg,回程误差为0.002kg.装置在0～30kg称量区间最大示值误差为0.003kg,校准点20kg处扩展不确定度为0.0047kg,满足电子计价秤使用中检验的不确定度要求.     

MOEMS扫描微镜的测试实验与分析

针对集成角度传感器微镜在实际使用过程中的要求,在分析研究MOEMS扫描微镜结构与工作原理的基础上,进行了MOEMS扫描微镜最大偏转角度、驱动电压、谐振频率和传感器输出参数的测试.并且为了提高数据的可靠性,利用几何光学理论和误差理论的方法对该测试系统进行了详细分析,以此作为测试的系统误差与测试随机误差进行了误差合成.误差分析表明,该微镜在驱动电压为0.7 V时,最大偏转角为±8.704 15°,测试误差为±0.045 605°.此外,还对测试过程中扫描微镜谐响应频率随扫描模式及扫描电压而变化的现象进行了分析.     

Novel portable electrical detection system for DNA SENSOR application

A novel, portable, electrical detection system was constructed for DNA sensor application to detect DNA hybridisation. The read-out circuit consists of an analogue circuit and a digital circuit. The analogue circuit with an IC MAX038 generates a sine wave with a constant frequency (10?kHz), which serves as the input for the DNA sensor. The DNA sensor consists of active and reference sensors. DNA hybridisation between the DNA probe and the target sequences causes changes in the conductance of the conductive membrane (DNA/MWCNTs) on the sensor surface, which lead to changes in the amplitude of the sine wave from the sensor output compared with that of the reference signal output (input sine wave). We used a digital circuit with a microprocessor (PIC33FJ256MC710) to determine the change in the amplitude of the sine wave signal of the sensor. From these digital data, the difference in the amplitudes of the active and reference sensors was calculated and displayed on the liquid crystal display. Measurement results show that the portable electrical detection system can detect DNA target concentrations as low as 0.16?µM. The detection of the amplified polymerase chain reaction sample and the reproducibility of the DNA sensor results were also determined using the designed readout circuit. The proposed electrical detection system is suitable for DNA sensor application.     

Calibration of an electronically scanned white-lightinterferometric transducer for measurements of high pressure

The paper deals with an electronically scanned white-light interferometric transducer for high-pressure measurements which consists of a sensor, a conditioning circuit, an analog-to-digital converter, and a digital signal processor of the output signal from the sensor. The calibration of such a transducer consists of identifying a function modeling the relationship between the raw result of measurement y, which is the output of the transducer, and the measured pressure p, taking into account an influence quantity-temperature T. An algorithm for calibration is proposed and studied     

Design and Uncertainty Evaluation of a Strain Measurement System

Strain measurement is very important in various industrial applications as well as different disciplines of science and technology for direct and indirect observations of certain parameters. Designing signal conditioning circuit is always a challenging and important task for satisfactory and reliable performance of a sensor as well as the system. The design and implementation details of a signal conditioning circuit of resistive sensor (strain gauge) for strain measurement are presented in this paper. Also the important aspects in designing a signal conditioning circuit for resistive sensor are presented and a novel method for the measurement of strain is discussed. Quarter bridge configuration with AC voltage excitation is used for the measurement along with the necessary circuitry to get a suitable and measurable output DC voltage. The measurement system is calibrated using a cantilever of stainless steel and the details of calibration are presented in the paper. The uncertainty associated with the measurement system is evaluated.     

基于独立分量分析的六维力传感器标定矩阵的校正

为了提高六维力传感器的测量精度,提出了一种基于独立分量分析(ICA)的静态标定方法。作用在上平台的各维力经过六维力传感器后形成混合信号,该方法先对混合信号进行ICA分解,即将其分离成独立的分量,再结合理想源信号恢复出各维真实作用力的排序和幅值,最后得出校正后的标定矩阵。仿真结果表明,校正后的标定矩阵更接近标准的标定矩阵,从而提高了六维力传感器的测量精度。     

制动系统气压传感器测试平台研究

为满足实际应用要求,设计一种新的制动系统气压传感器测试平台。该平台以DSP系统为核心,包括气压传感器、制动系统气压模拟装置、汽车气压仪表以及上位机。DSP接受上位机的实验指令后,气压传感器通过调理电路送给DSP系统板以实时测量当前实际气压值,并传递给上位机进行同步显示。测试结果表明:该平台人机界面友好,操作简单方便,可应用于气压仪表及气压传感器的参数测试、标定及相关的培训教育等领域。     

A noniterative polynomial 2-D calibration method implemented in amicrocontroller

Output signal handling of a smart sensor usually involves a calibration facility to correct for input-output nonidealities which comprise offset, gain errors, nonlinearity errors, and cross sensitivity. In this paper, a calibration method is presented which features a progressive improvement in the sensor calibrated transfer toward the desired transfer as the user proceeds from one calibration point to the next. The method is based on a set of mathematical formulas whereby a calibration coefficient is calculated at a selected calibration point and used to calculate a first correction of the sensor transfer curve. Further improvement in the sensor transfer is obtained by repeating the process for a second calibration point using the transfer resulting from the first calibration, without the need to review the calibration already carried out at the first point. The process can be repeated until the desired error reduction is obtained. Step by step, the calibration method builds up a polynomial transfer correction. Simulation results are shown to demonstrate the performance of the method, A software implementation of the method for two-dimensional (2-D) calibration in an 8-bit microcontroller is presented. The microcontroller with calibration program can be incorporated in a compact smart sensor system