發(fā)布時(shí)間：2017-04-23 01:05

  本文關(guān)鍵詞：微電流檢測(cè)方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本論文的目的是研究并實(shí)現(xiàn)對(duì)pA級(jí)微弱直流電流的高精度檢測(cè)。微電流即微弱電流，屬于“微弱信號(hào)”范疇。微弱信號(hào)是指幅度很微小的信號(hào)，而更廣義的是指被噪聲淹沒(méi)的信號(hào)。微弱是相對(duì)于噪聲而言的。所以只靠放大并不能檢測(cè)出微弱信號(hào)，只有在有效地抑制噪聲的條件下增大微弱信號(hào)的幅度，才能提取出有用信號(hào)。因此，必須研究微弱信號(hào)檢測(cè)的理論、方法和設(shè)備，包括噪聲的來(lái)源和性質(zhì)，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律以及噪聲的傳播途徑，有針對(duì)性地采取有效措施抑制噪聲。微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如軍事偵察、物理學(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、磁學(xué)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的需要日益迫切，微弱信號(hào)檢測(cè)是發(fā)展高新技術(shù)、探索及發(fā)現(xiàn)新的自然規(guī)律的重要手段，對(duì)推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。 本文在查閱了多種文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，首先研究了噪聲的種類(lèi)、特性及其傳播的機(jī)理和有關(guān)元器件的噪聲模型，總結(jié)了一系列低噪聲設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合本課題(直流微電流檢測(cè))，，采取了相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則和措施。本著高精度、壽命長(zhǎng)、成本低、電路簡(jiǎn)單等原則采取了合適的檢測(cè)方法，建立了檢測(cè)模型，并在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了積極的探索和總結(jié)。依據(jù)有關(guān)噪聲模型及一系列低噪聲設(shè)計(jì)原則，計(jì)算電路參數(shù)、選擇元器件。在電路板低噪聲設(shè)計(jì)(布線(xiàn))、清潔、干燥、元器件組裝、防漏電、防塵防潮、屏蔽與接地等方面也進(jìn)行了耐心細(xì)致的工作。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)的測(cè)試精度可控制在±0.005 pA(±5 fA)，1pA、2pA輸入電流測(cè)試結(jié)果的平均值在1小時(shí)時(shí)間內(nèi)的漂移量不大于0.0065 pA(6.5 fA)，3pA輸入電流測(cè)試結(jié)果的平均值的漂移量?jī)H為0.002 pA(2 fA)。
【關(guān)鍵詞】：微弱信號(hào) 噪聲抑制 抗干擾 差動(dòng)放大 屏蔽 接地 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TM933.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 前言7-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題背景及意義9
• 1.2 微弱電流檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀9-10
• 1.3 典型微電流測(cè)量方法概述10-12
• 1.3.1 開(kāi)關(guān)電容積分法10-11
• 1.3.2 運(yùn)算放大器(+T型電阻網(wǎng)絡(luò)+單片機(jī))11
• 1.3.3 場(chǎng)效應(yīng)管+運(yùn)算放大器(+T型電阻網(wǎng)絡(luò)+單片機(jī))11-12
• 1.3.4 其他方法12
• 1.4 課題的目的12-13
• 2 總體設(shè)計(jì)方案13-15
• 3 噪聲分析15-27
• 3.1 噪聲定義和分類(lèi)15-17
• 3.1.1 噪聲定義15
• 3.1.2 噪聲分類(lèi)15-17
• 3.2 噪聲的特性17-19
• 3.2.1 隨機(jī)噪聲的統(tǒng)計(jì)特性17-18
• 3.2.2 噪聲的頻譜分布18-19
• 3.3 隨機(jī)噪聲的等效噪聲帶寬19
• 3.4 放大器噪聲分析19-23
• 3.4.1 電子系統(tǒng)內(nèi)部的固有噪聲源19-21
• 3.4.2 放大器的噪聲系數(shù)21-22
• 3.4.3 最佳源電阻與噪聲匹配22-23
• 3.4.4 運(yùn)算放大器的噪聲特性23
• 3.5 干擾噪聲耦合途徑23-27
• 3.5.1 傳導(dǎo)耦合23
• 3.5.2 公共阻抗耦合23-24
• 3.5.3 電容性耦合24
• 3.5.4 電感性耦合24-25
• 3.5.5 電源耦合25
• 3.5.6 電磁輻射耦合25-27
• 4 低噪聲放大器設(shè)計(jì)原則及措施27-51
• 4.1 元器件選擇27-32
• 4.1.1 有源器件(放大器)的選取27-29
• 4.1.2 電阻及電位器的選取29-31
• 4.1.3 電容器的選取31-32
• 4.2 線(xiàn)路板低噪聲技術(shù)32-37
• 4.2.1 防漏電技術(shù)32-35
• 4.2.2 布線(xiàn)技術(shù)35-36
• 4.2.3 PCB可靠性布局36
• 4.2.4 PCB電磁兼容設(shè)計(jì)36-37
• 4.3 屏蔽與接地技術(shù)37-47
• 4.3.1 電磁屏蔽37-45
• 4.3.2 接地技術(shù)45-47
• 4.4 安裝及其他低噪聲設(shè)計(jì)47-51
• 5 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析51-68
• 5.1 實(shí)驗(yàn)概況及相關(guān)情況說(shuō)明51-55
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)信號(hào)源及供電電源51-53
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及時(shí)間選擇53
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)時(shí)段及其成果53-55
• 5.2 實(shí)驗(yàn)第一時(shí)段典型現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析55-57
• 5.3 電路第一次整改方案57-58
• 5.4 實(shí)驗(yàn)第二時(shí)段典型現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析58-60
• 5.5 電路第二次整改方案60-62
• 5.6 實(shí)驗(yàn)第三時(shí)段典型現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析62-68
• 結(jié)論68-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 附錄75-78
• 附錄 A 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖片75-76
• 附錄 B I-V轉(zhuǎn)換電路的噪聲增益76-77
• 附錄 C 雙運(yùn)算放大器組成的特定電路77-78
• 在校學(xué)習(xí)期間所發(fā)表的論文78

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 張貴宇;庹先國(guó);王洪輝;奚大順;張兆義;;飛安級(jí)微弱電流C、R測(cè)量法性能對(duì)比及改進(jìn)[J];電測(cè)與儀表;2011年12期

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4 郭松野;王東興;王翠娟;汪廣羊;;有機(jī)靜電感應(yīng)三極管交流小信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

5 谷志新;王述洋;徐凱宏;呂雄飛;;單片機(jī)測(cè)量微弱電流信號(hào)的設(shè)計(jì)[J];機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新;2010年03期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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2 周佩麗;光電離型和紅外光譜吸收型氣體傳感器中微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2011年

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4 陳衛(wèi)華;LED路燈照度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];杭州電子科技大學(xué);2012年

5 杜妙璇;外場(chǎng)調(diào)控反鐵電材料相變脈沖電流效應(yīng)及檢測(cè)方法研究[D];中北大學(xué);2012年

6 王利民;基于S3C2410的嵌入式氫氣濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[D];重慶大學(xué);2010年

7 于亞男;位置敏感探測(cè)器的微弱光電流檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

8 喬莎;半波直流電流檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)[D];濟(jì)南大學(xué);2012年

9 黃年龍;智能檢測(cè)儀中微弱信號(hào)處理方法的研究[D];南京理工大學(xué);2013年

10 陳小濤;船舶生活污水大腸桿菌快速檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];大連海事大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：微電流檢測(cè)方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：321572