MEMS陀螺数字闭环驱动控制设计与实现(英文)

为了有效控制陀螺驱动模态的工作状态,从原理上分析了微机械陀螺的驱动特性,提出了一个新型的微机械陀螺闭环驱动数字控制电路,即采用数字锁相环和自动增益控制方法分别控制驱动频率和振荡幅度.设计了带有现场可编程门阵列的数字处理电路,并进行了实验.结果表明:当温度变化时,驱动频率能够自动跟踪陀螺驱动模态的谐振频率,并且振荡幅值始终保持在设定值.在常温下驱动频率相对偏差为0.624×10-6,振荡幅值相对偏差为8.0×10-6,分别是模拟控制方案的0.094%和18.39%.因此,基于数字锁相环和自动增益控制的频率和幅值闭环驱动控制方案是可行的.     

一种应用于电容式微机械陀螺的改进型积分器研究

电容式微机械陀螺通常都采用积分器作为前级输入模块,实现高频调制和电容电压转换的功能.传统积分器的转换增益与反馈电容成反比,而反馈电容的值太小,会引起电路自激震荡,因此传统积分器对有用信号的放大倍数有限,系统的信噪比较低.对此,提出了一种应用于电容式微机械陀螺的改进型积分器,这种积分器的转换增益可以通过调节电容比值而得到较大值,因此能够提高系统的信噪比.该文在分别分析两种积分器工作原理的基础上,通过理论分析及仿真结果对比,证明了改进型积分器能够提高有用信号的放大倍数.     

EMG控制系统中放大器电路设计

设计了多种运算放大器电路来检测处理EMG信号,提供了在高输入阻抗、高共模噪声环境下提取和处理极低电平信号的方法,设计了与控制机械控制系统的执行器连接,将EMG信号变换成二进制信号来对直流电动机(驱动假肢动作的电机)进行驱动控制。     

EMG控制系统中放大器电路设计

设计了多种运算放大器电路来检测处理EMG信号,提供了在高输入阻抗、高共模噪声环境下提取和处理极低电平信号的方法,设计了与控制机械控制系统的执行器连接,将EMG信号变换成二进制信号来对直流电动机(驱动假肢动作的电机)进行驱动控制.     

用于神经信号再生的神经功能电压驱动电路

采用华润上华0.6μm CMOS工艺,设计实现了一种用于神经信号再生微电子系统的低功耗、高增益功能电激励电压驱动电路.它可以用于驱动激励电极和与之相连的神经来再生神经信号.电路由2部分组成:全差分折叠式共源共栅放大器及带过载保护的互补型甲乙类输出级.电路采用了满摆幅的输入输出结构,保证了大输入电压范围和大输出电压范围.仿真结果表明,电路增益可以达到81dB,具有295kHz的3dB带宽.芯片面积为1.06mm×0.52mm.经流片实现后在片测试,在单电源 5V下工作,直流功耗约为7.5mW,输出电压幅度达到4.8V;同时在单电源 3.3V下也可正常工作.     

基于AR功率谱分析的砌块成型机振动特征研究

引入AR功率谱研究液压马达驱动机械偏心和差动液压缸两种激振模式砌块成型机的振动特征,探讨砌块成型机工作参数优化的新方法.实验中,采集系统振动加速度信号,建立基于时间序列的AR功率模型,并比较分析不同工作参数下的AR功率谱特征.结果表明:液压马达驱动机械偏心激振模式对压力参数较流量参数敏感;而差动液压缸激振模式对压力和流量参数的敏感程度都高于机械偏心激振模式,由此获得了不同激振模式下的最佳工作参数组.     

基于推挽正激拓扑的车载电源转换器

详细介绍了推挽正激(Push-Pull Forward,PPF)电路拓扑结构的工作原理,阐述了场效应管(MOSFET)驱动线路的设计.在理论分析的基础上成功研制了一台功率为1KW的车载电源转换器,通过对实验结果和波形的分析证实,推挽正激拓扑结构具有效率高、电磁干扰小、可靠性高等优点.     

基于推挽正激拓扑的车载电源转换器

详细介绍了推挽正激（Push-Pull Forward,PPF）电路拓扑结构的工作原理,阐述了场效应管（MOSFET）驱动线路的设计。在理论分析的基础上成功研制了一台功率为1KW的车载电源转换器,通过对实验结果和波形的分析证实,推挽正激拓扑结构具有效率高、电磁干扰小、可靠性高等优点。     

2.0GHz差分结构低噪声放大器的研究与设计

设计了一个基于TSMC0.18 μmCMOS工艺的2.0 GHz全差分CMOS低噪声放大器.根据电路结构特点,对LNA进行功耗约束下的噪声优化,以选取最优的晶体管栅宽;采用在输入级增加电容和选择小值LC并联网作为差分电路的负载的方法,在改善输入匹配网络特性的同时,提高了电路的增益.仿真结果表明该放大器较好地满足了小信号放大器的指标要求,可以用于射频输入电路的前端.     

基于P89C668HFA的呼吸机控制系统硬件设计

开发了一种基于P89C668HFA的呼吸机控制系统的硬件,介绍了呼吸机控制系统设计的整体结构,CPU、传感器的选型,分析了该系统主要模块的设计,包括CPU控制器、电源电路、信号采集电路、信号处理电路、驱动电路、外部接口电路等,并结合电路图分析了电路原理。     

智能交流稳压器的设计

本介绍了一种用PIC16C71单片机控制的由直流电机驱动自耦调压器的手柄而实现的智能交流稳压器的设计思路。中详细阐述了信号采样,电机驱动电路的工作原理和PID控制算法,并给出了软件流程图。     

基于ADSP-21160的液晶驱动电路设计

为了实现将VGA接口信号转换成模拟液晶屏的驱动信号,通过采用ADI公司的高性能DSP芯片ADSP-21160,完成伽玛校正、时基校正、时钟发生器、图像优化和控制信号的产生等驱动电路的主要功能。本文分析了硬件电路及系统功能的设计与实现,阐述了系统的软件流程。经实践证明,本文所设计的基于ADSP-21160的液晶驱动电路,实时性好、通用性强、高速高效,较好满足了TFT-LCD的使用要求。     

多功能趣味电路的设计与应用

传统实验教学容易使学生产生依赖,不利于他们创造性的发挥。针对以上情况设计的多功能趣味电路,让学生深入了解电子元器件,并激发他们对电子设计的兴趣。文章重点介绍了以三极管理组成的互补自激多谐振荡器为基础的趣味电路结构和工作原理。     

串行接口物理层协议及其设计

从硬件物理层的角度论述了仪器仪表中各种常用串行接口的特点，给出了串行信号高速差分传输时信号匹配、以及接口应用设计方法，最后给出了详细的实用接口电路。     

基于摩擦起电和静电感应控制的机器人触觉系统

设计了一种基于摩擦起电和静电感应原理为基础的机器人自驱动触觉系统,其基本结构由摩擦静电感应模块、控制电路模块和工作电路模块三部分组成。通过摩擦起电和静电感应作为触发信号作用于控制电路,进而控制机器人做出相应的指令动作。该机器人触觉系统具有结构明易、操作简单、灵敏度高、能够自锁运行等优点,能够应用于许多复杂场合和更恶劣环境中,提升了机器人触觉系统的实用性和应用范围。     

基于单片机的PCB雕刻机系统设计

设计了一套利用单片机实现的PCB雕刻机系统.重点设计了雕刻机的机械结构和整个系统的方案.编写了将PCB制图软件输出格式文件转换为单片机程序和能够与单片机进行数据交互的转换程序软件.选择合适的步进电机并设计了驱动电路.     

一种微陀螺测试平台的设计与实现

本文介绍一种微陀螺测试平台的设计方案,利用PC机与单片机之间的串行通信控制微陀螺测试平台的转速,同时进行实时显示.该系统包括以下三个部分:用步进电动机驱动平台转动,包括步进电动机驱动电路的设计和软件设计;以光栅的特性来检测转过一定角度的时间,主要用单片机来计时;用VB.NET界面显示平台转动的速度.     

一种用于逻辑分析仪的FPGA测试接口电路

针对目前利用逻辑分析仪对FPGA进行测试时,各待测信号之间出现干扰现象及利用差分方式测量时浪费FPGA的I/O引脚资源的问题,提出了一种用于逻辑分析仪的FPGA测试接口电路实现方案。该方案由信号输入接口模块、单端信号转差分信号模块和信号输出接口模块组成。信号输入接口模块完成FPGA和测试接口电路之间的信号传输工作,单端信号转差分信号模块把单端信号转换成差分信号,信号输出接口模块将转换完成后的信号输出给逻辑分析仪。通过一个具体的FPGA信号测试实验表明,在采样深度分别为1、8、32 KB时,使用测试接口电路比没有使用时的测量相对误差分别减少了87.3%、90.2%、88.6%。     

三相永磁电机变频调速控制系统的设计

设计了一种基于LM3S615微控制器的开环变频调速系统。论述了变频调速系统软硬件的设计方案,对整个系统的主回路、驱动电路、保护电路、控制电路及软件系统进行了系统的阐述。主电路部分给出了整流、滤波、逆变器、开关管驱动电路等外围器件的参数计算。控制电路以LM3S615实现SPWM信号的输出。设计时基于对系统安全性的考虑,加入了系统的保护电路。该交流小功率变频器不仅具有功耗低、成本低的特点,而且具有结构简单、运行可靠等优点。     

振弦陀螺信号检测系统原理与设计

为满足振弦式陀螺的数据采集需求,提出一种使用单片机应用多周期同步测频法测量频率,并采用差动式方法获得角速度的测量方法,对陀螺测量精度进行了理论分析,并给出了测频模块的具体硬件电路,主要包括频率信号的信号调理电路、单片机控制电路、测量电压的A/D转换电路等。应用AT89C52单片机实现角速度求解,仿真结果表明:信号检测系统整体硬件电路简单、便于使用、成本低,在惯性导航领域有良好的应用前景。