一种icp振动传感器模拟信号发生装置的制造方法_2

文档序号:10371494阅读:来源:国知局
络实现频率的选择;+12V通过电阻R2和R3分压,为输出提供直流偏置;电容C3用于滤除高频噪声;电阻R4、R5和运算放大器NI组成同相比例放大电路,改变电阻R4和R5的值可以调节电路的放大倍数;二极管Vl和V2并联后与电阻R6串联,分别接运算放大器NI的反相端和输出端,用于替代增益设定电阻,通过二极管的非线性特性优化输出信号,补偿可变幅度较大的分散性,改善输出波形的失真。正弦波发生电路可基于轨对轨运算放大器构建,比如TI公司的CMOS双运放LMC6484。当运算放大器为LMC6484,电阻Rl值为34kQ,R2、R3 值为 68kQ,R4 值为 IkQ,R5 值为 2.2k Ω,R6 值为 2.7k Ω,电容 Cl、C2 值为 47nF,C3 值为10uF,发光二极管为L4RR300,该正弦波发生电路输出Ul是频率为100Hz的正弦波信号。
[0022]如图3所示为本实用新型幅度调节及偏置电路,电阻R7、电容C4、电阻Rll串联后,一端与正弦波发生电路的运算放大器NI的输出端连接,另一端与运算放大器N2的同相输入端连接;电阻R8—端接地,另一端与电容C4、电阻R7的公共端相连;电阻RlO—端接地,另一端与电容C4、电阻Rll的公共端相连;电阻R9—端接入+5V电压,另一端与电容C4、电阻Rll的公共端相连;运算放大器N2的负电源端接地,正电源端接入+12V电压;电容C5两端分别与运算放大器N2的反相输入端和输出端连接;电阻R12—端接地,另一端与运算放大器N2的反相输入端连接;电阻R14—端与运算放大器N2的输出端连接,电阻R13—端与运算放大器N2的反相输入端连接,另一端与电阻R14未与运算放大器N2的输出端连接的一端连接,电压信号U2从电阻R14和电阻R13的公共端输出。输入的正弦波电压信号Ul首先通过电阻R7和R8进行分压;通过电容C4和电阻Rl O滤除电路的低频噪声;+5V通过电阻R9和Rl O为电路提供直流偏置;幅度调节电路采用同相放大的原理,改变电阻R4和R5可以调节电路的放大倍数;电容C5和电阻R13组成RC低通滤波器,用于抑制电路的高频噪声;电阻Rll和电阻R14可以抑制流入运算放大器N2的同相输入端和输出端的电流,起到保护运算放大器的作用。通过幅度调节及偏置电路后的电压信号U2具有O?5V动态范围,能够满足后级阻抗匹配电路输入电压范围要求。比如基于运算放大器LMC6484与合适的电阻、电容,可以实现+2.5V的直流偏置和2倍、4倍、8倍等放大倍数。
[0023]如图4所示为本实用新型阻抗匹配电路,阻抗匹配电路为二极管、三极管和电阻搭建的跟随电路。根据PNP三极管的交流响应特性,实现阻抗变换的功能。阻抗匹配电路具有限幅功能,二极管V3阴极接+5V电压,阳极接输入的电压信号U2即阳极与电阻R14和电阻R13的公共端连接,限制信号在电路异常情况下的输出电压,可以有效保护后级采集设备和接口本身。二极管V3可选择肖特基二极管2DK020以实现O?5.3V的限幅电压。使用三极管V4实现阻抗转换,输入U2接三极管V4的基极,电阻R15串接在三极管V4的集电极,三极管V4的发射极为输出Uout,三极管V4可以选用9012。阻抗匹配电路输出电压Uout范围为O?5V,偏置电压为2.5V±0.1V,限幅电压范围为OV?5.3V。
[0024]本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种ICP振动传感器模拟信号发生装置,其特征在于,包括:正弦波发生电路、幅度调节及偏置电路和阻抗匹配电路;正弦波发生电路采用文氏电桥振荡器原理,基于CMOS轨对轨运算放大器构建,产生正弦波电压信号Ul并将正弦波电压信号Ul输出给幅度调节及偏置电路;幅度调节及偏置电路对正弦波发生电路产生的电压信号进行零位调节和放大,输出调节后的电压信号U2到阻抗匹配电路;阻抗匹配电路对电压信号U2进行输出限幅和阻抗变换。2.根据权利要求1所述的一种ICP振动传感器模拟信号发生装置,其特征在于:所述正弦波发生电路包括运算放大器N1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容Cl、电容C2、电容C3、二极管V1、二极管V2;运算放大器NI的负电源接地,正电源电压为+12V;电阻R5—端与运算放大器NI的反相输入端连接,另一端与运算放大器NI的输出端连接;二极管Vl的阳极与二极管V2的阴极相连,二极管Vl的阴极与二极管V2的阳极相连;二极管Vl的阴极和二极管V2的阳极的公共端连接运算放大器NI的输出端,二极管Vl的阳极和二极管V2的阴极的公共端与电阻R6串联后与运算放大器NI的反相输入端连接;电容C3—端接地,另一端与电阻R4串联后与运算放大器NI的反相输入端连接;电阻R2—端接入+12V电压,另一端与运算放大器NI的同相输入端相连;电容C2与电阻R3并联,一个公共端接地,另一个公共端与运算放大器NI的同相输入端相连;电阻Rl—端连接运算放大器NI的同相输入端,另一端与电容Cl串联后与运算放大器NI的输出端相连;运算放大器NI输出端输出正弦波电压信号U1。3.根据权利要求1或2所述的一种ICP振动传感器模拟信号发生装置,其特征在于:所述幅度调节及偏置电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻Rl O、电阻Rl 1、电阻Rl 2、电阻Rl 3、电阻R14、电容C4、电容C5、运算放大器N2;电阻R7、电容C4、电阻Rll串联后,一端与正弦波发生电路的输出端连接,另一端与运算放大器N2的同相输入端连接;电阻R8—端接地,另一端与电容C4、电阻R7的公共端相连;电阻RlO—端接地,另一端与电容C4、电阻RlI的公共端相连;电阻R9—端接入+5V电压,另一端与电容C4、电阻Rll的公共端相连;运算放大器N2的负电源端接地,正电源端接入+12V电压;电容C5两端分别与运算放大器N2的反相输入端和输出端连接;电阻R12—端接地,另一端与运算放大器N2的反相输入端连接;电阻R14—端与运算放大器N2的输出端连接,电阻R13—端与运算放大器N2的反相输入端连接,另一端与电阻R14未与运算放大器N2的输出端连接的一端连接,电压信号U2从电阻R14和电阻R13的公共端输出。4.根据权利要求3所述的一种ICP振动传感器模拟信号发生装置,其特征在于:所述阻抗匹配电路包括电阻R15、二极管V3、三极管V4; 二极管V3阴极接+5V电压,阳极接输入的电压信号U2,输入的电压信号U2接三极管V4的基极,电阻R15串接在三极管V4的集电极,另一端接地,三极管V4的发射极输出电压Uout。5.根据权利要求4所述的一种ICP振动传感器模拟信号发生装置,其特征在于:所述阻抗匹配电路输出电压Uout范围为O?5V,偏置电压为2.5V± 0.1V,限幅电压范围为OV?5.3Vo
【专利摘要】一种ICP振动传感器模拟信号发生装置,包括:正弦波发生电路、幅度调节及偏置电路和阻抗匹配电路;正弦波发生电路采用文氏电桥振荡器原理,基于CMOS轨对轨运算放大器构建,产生正弦波电压信号U1并将正弦波电压信号U1输出给幅度调节及偏置电路;幅度调节及偏置电路对正弦波发生电路产生的电压信号进行零位调节和放大,输出调节后的电压信号U2到阻抗匹配电路;阻抗匹配电路对电压信号U2进行输出限幅和阻抗变换。本实用新型解决了在空间飞行器力学参数测量领域测试手段单一的问题,为ICP振动传感器测试提供模拟信号,原理简单、灵活性通用性强、低成本。
【IPC分类】H03B28/00
【公开号】CN205283495
【申请号】CN201521072210
【发明人】钟亮, 张颖轩, 徐辉, 郑义
【申请人】北京遥测技术研究所, 航天长征火箭技术有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月21日
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