高精度A/D转换技术在惯导系统中的应用研究

针对惯导系统对模数转换电路的使用要求,明确了制约A/D转换电路在惯导系统中应用的瓶颈是零位稳定性,分析了A/D转换电路零位的影响因素,提出了解决方法。并设计出一款A/D转换电路,该电路的测试结果表明解决方法有效,可将零位提高2个数量级,与传统V/F转换电路相当。证明采用A/D转换芯片的模数转换电路能够满足惯导系统的精度要求,同时相比V/F、I/F具有高采样率和高分辨率的优势,技术指标可以满足高精度加速度测量系统等实际工程需求。     

一种加速度计小型化V/F电路设计

本文提出了一种惯导系统中加速度计信息采集的V/F方案,其将加速度计输出的电流信号通过采样电阻转化成电压信号,再由高精度V/F芯片进行电压信号到频率信号的转换,然后通过FPGA计数、同步、补偿并最终输出.整个方案的实现过程简单,电路体积小,成本低,非常适用于导弹及鱼雷等捷联惯导系统应用领域.实验证明,该方法提高了加速度计...     

基于单片机的数字式热电偶传感器设计

针对热电偶传感器存在的输出热电势信号小、不便于远距离传输,需要进行冷端温度补偿、不便于使用,输出的是模拟信号、不便于实现数字式测量等问题,提出一种基于单片机的测量电路,该电路可对热电偶输出的信号进行测量,并能够自动进行冷端温度补偿,测量结果转换为RS232串行信号向外输出。热电偶传感器配备上该测量电路,便可实现所测温度的数字输出,具有较高的实用性。     

电流积分器对I/F转换性能的影响分析

本文介绍了带分流结构的电流/频率转换电路和电流积分器的工作原理,推导了电流积分器的误差,并分析了运放的几个关键参数对l/F电路性能的影响.通过理论推导和实验对比,得出了I/F电路设计时电流积分器电路选择运算放大器的参考依据,并对带分流结构的I/F电路作出了改进.     

基于FPGA的大比例系数高精度I/F电路设计

加速度计是惯性导航系统的核心部件,通常加速度计的输出信号为模拟电流,为便于导航计算机对采集数据解算处理,需经过I/F（电流/频率）转换电路。为满足某惯导系统对大比例系数加速度信号采集转换的要求,在经典I/F电路的基础上结合FPGA+A/D设计了一种比例系数大于90000脉冲/（s·mA）,量程为6mA的电流频率转换电路,同时转换电路支持串口输出。通过对该大比例系数I/F转换电路的温度特性、线性度、零位稳定性等指标的测试,表明该电路性能良好,有利于进一步拓展应用范围。     

一种高分辨率积分输出的A/D转换电路的设计

针对通常需要高分辨率的模数转换的导航领域,描述了一种高分辨率积分输出的A/D转换电路的设计,论述其工作原理和软硬件设计方案。通过电路仿真和试验分析表明,这种A/D转换电路的设计兼具V/F转换的高精度和A/D转换的高速输出的优点。     

高分辨率模数转换电路的设计及误差分析

随着惯性技术的发展，传统的电流频率(I/F）转换电路已经不能满足惯性系统的需要。在传统的I/F转换电路的基础上结合A/D采样芯片，用来对积分器残余电荷进行采样，以得到一种高分辨率模数(I/F+A/D）转换电路。介绍了转换电路的工作原理，分析了电路的原理性误差。经仿真分析及实验验证，与传统的I/F转换电路相比，该电路具有更高的满度输出频率、更大的标度因数以及更好的线性度。输入小信号对电路进行测试，测试结果表明该电路对小信号更加灵敏，具有更高的分辨率。     

一种低电压高精度CMOS带隙基准设计

设计了一种标准CMOS工艺下的低电压带隙基准电路,该电路使用了温度的二阶曲率补偿技术,使输出电压达到了较低的温度系数.HSPICE的仿真结果表明,该电路在-20℃～120℃的温度范围内,输出电压变化为500uV,在1.0V～1.8V的电源电压范围内,输出电压为284.6±0.3 mV,电压抑制比约为60dB,最低工作电压接近于1V,在1.3V的电源电压时,总共耗为5uW,适合于低电压低功耗领域的应用.     

高分辨率电流频率转换电路设计

随着惯性技术的发展,对电流频率转换电路的分辨率要求越来越高,以往常用的I/F转换电路已经不能满足要求,本文在传统电路的基础上结合FPGA和DSP提出了一种电路设计思路来提高分辨率.设计了硬件电路和软件电路.根据大量的试验数据分析,此改进电路在不损失电流频率转换电路线性度和稳定性的精度下,把电路的分辨率提高了一个数量级,解决了高精度电流频率转换电路分辨率低的问题,进一步扩大了电流频率转换电路的使用范围.     

高精度捷联惯测信号的采集与转换方法

在捷联惯测装置的两个主要关键技术是：敏感元件具有低漂移特性；信号处理电路具有高准确度、快速性和实时性的特性。本文介绍了一种采用压频转换（V／F）信号处理电路实现信号的高准确度采集和转换。并在实际使用中证明具有很高的可靠性和实用性。     

ADC1210型12位A/D转换器的应用开发

 一、引言 ADC1210是美国National Semiconductor公司生产的一种低功耗、中速、低价格的12位二进制码（原码、或反码、或偏置码）逐次逼近式A/D转换器。该器件采用CMOS工艺和薄膜工艺相结合的微电子技术制成。器件中包含了R-2R梯形薄膜电阻网络、CMOS模拟开关和逐次逼近逻辑电路、以及场效应管电压比较器等有关电路。其基本技术指标为分辨     

液浮磁悬浮摆式加速度计数字伺服电路设计

液浮磁悬浮摆式加速度计的研制主要包括高性能铍材结构设计和工艺、磁悬浮稳定支承、高精度温控补偿及高精度伺服控制等关键技术,具有精度高、抗干扰能力强、体积小等特点,可应用于航海、航天、航空等多种领域的惯性系统,并直接决定着导航和制导系统的性能和精度。结合液浮磁悬浮摆式加速度计高精度伺服控制需求,本文主要介绍了一种基于18位A/D采集、具备浮点运算功能的TMS320F28335[1-5]、半桥式力矩驱动电路等硬件设计的数字伺服控制技术,为液浮磁悬浮摆式加速度计提供高精度伺服控制方案。     

MEMS梳齿音叉陀螺温度漂移特性研究

由于MEMS音叉陀螺多用于车载及无人机导航等应用场合,而外界温度环境因素对其零偏性能有着很大的影响,因此其温度引起的零偏漂移的大小直接影响着最终导航的性能。研究了全温范围传感器漂移特性,旨在提升陀螺温度漂移特性。通过改进电路设计以及采用实时补偿算法对其全温范围温度引起的零偏漂移进行补偿,将零偏稳定性提升了一个数量级。     

高精度温控电路设计

本文针对全液浮陀螺仪设计了一个数字PID温度控制系统,详细介绍了温控设计的原理、控制策略。硬件方面选用铂电阻丝作为温度传感元件,通过高精度的恒流源连接测温电阻,采用差分输入的方式使转换电路和测温电路相互独立,提高了控制精度。软件方面采用PID控制方式减少了静态误差,达到了很好的控制效果。     

基于单片机的多点温度采集系统设计

随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展,其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出。为了实现多点温度数据的精确采集,采用了一种基于单片机AT89C52为核心的数据采集系统,该系统具有电路简单、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高等优点,能够通过DBW热电阻变送器对热电阻随温度的变化而得到的模拟信号进行采集,并通过A/D转换器对模拟信号进行模数转换;同时实现基本的人机对话功能,包括使用按键设定温度报警阀值,通过LED数码直读显示检测点、温度等功能。其温度测量精度可达到1℃。     

单恒流源电流频率转换技术研究

本文设计了一种单恒流源电流频率转换电路,使电路的功耗减小一半,更加小型化,并且具有更好的对称性和精度.提出并从原理上论证了这种单恒流源I/F技术的理论依据,设计出相应的硬件电路,验证其原理的正确性和工程上的可行性.为单恒流源I/F技术的研发,拓展了思路,奠定了基础.     

悬丝支承型加速度计静态温度模型辨识及温度补偿方法研究

为了消除环境温度变化对悬丝支承型加速度计精度的影响,采用最小二乘法拟合建立了-50～68℃温度范围内加速度计模型系数零偏K0和标度因数K1的温度模型。由TMS320F2812 DSP和测温模块LM47172组成的硬件系统,根据温度模型对加速度计输出进行补偿后,加速度计输出的拟合均方根误差保持在10-4g数量级以内,比未采用温度补偿时提高了一个数量级,补偿效果明显。     

一种高精度多路温度采集方法研究

惯性平台系统是一种框架系统,主要包括平台本体、电路箱和电源箱.平台系统精度主要靠安装在平台本体的三浮陀螺和加速度计来保证.通常惯性平台的工作环境比较严酷,惯性传感器对温度有很高的敏感度,在系统正常工作时,平台内部有二级温控来保证仪表有良好的工作环境,但内部空间温度梯度变化会影响惯性传感器的精度.在温度采集过程中,铂电阻存在非线性、自热效应及热电动势等电气干扰的精度影响.采用阻值比较法,通过引入恒定激励电流来抑制温度采集电路的自热效应,并基于FPGA设计并行多通道温度采集电路.给出了系统总体设计方案、测温电路参数设计、序列激励电流控制和数字滤波补偿的具体实现方式,测试结果表明该系统可实现64路温度采集,在一定范围内测温精度能达到±0.02℃,满足精度要求.     

MEMS梳齿音叉陀螺零偏漂移特性研究

由于MEMS（微机电系统）音叉陀螺多用于车载及无人机导航等应用场合，而外界温度环境因素对其零偏性能有着很大的影响，因此其零偏漂移的大小直接影响着最终导航的性能。本文研究了全温范围传感器漂移特性，旨在提升陀螺零偏稳定性。通过改进电路设计以及采用实时补偿算法对其全温范围零偏漂移进行补偿，将零偏稳定性提升了一个数量级。     

数字温度传感器在多点温度测量系统中的应用

传统的温度测量系统,输出信号必须经过放大、A/D转换等处理之后才能送微控制器进行相应的处理,硬件电路设计复杂,成本较高。而由DALLAS公司生产的新型数字温度传感器DS18B20,能直接读出被测温度,并以串行数字信号传送给单片机进行处理。每片DS18B20都有唯一的ROM编码,使一根口线可接多片DS18B20。因而使用DS18B20构建多点温度测量系统可使测温系统结构更趋简单,成本更低、可靠性更高。本文介绍了DS18B20的特点、工作原理及由DS18B20构建的多点温度测量系统的硬软件设计。