本文關(guān)鍵詞：高精度多功能電荷發(fā)生器的設(shè)計

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【摘要】：壓電傳感器廣泛應(yīng)用于振動、加速度、壓力等動態(tài)參數(shù)的測量。電荷放大器作為壓電傳感器的信號適調(diào)器的應(yīng)用也日趨廣泛,對其性能指標(biāo)要求也越來越高。但是,電荷放大器經(jīng)長期使用后,其各項主要技術(shù)指標(biāo)需要重新檢驗。電荷發(fā)生器能夠產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電荷量,用來對電荷放大器或壓電測試系統(tǒng)進行校準(zhǔn)。針對現(xiàn)有產(chǎn)品存在體積大、精度低、不便攜等問題,本文采用直接數(shù)字式頻率合成技術(shù)(Direct Digital Frequency Synthesis,DDS),設(shè)計了一種高精度多功能電荷發(fā)生器。該儀器以MSP430單片機為控制器,能輸出6種頻率能夠精準(zhǔn)快速控制的波形。電荷發(fā)生器可以選擇輸出電壓或電荷信號,以滿足高精度電荷放大器或壓電測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)需求。設(shè)計的整個系統(tǒng)由電池供電,能實現(xiàn)隨身攜帶,為科研工作提供了便利。論文的主要內(nèi)容如下:1.通過對直接頻率合成技術(shù)、間接頻率合成技術(shù)和直接數(shù)字式頻率合成技術(shù)的原理分析,得出了直接數(shù)字式頻率合成技術(shù)的優(yōu)點。采用基于地址計數(shù)器的數(shù)字式頻率合成技術(shù)作為設(shè)計方案。2.進行系統(tǒng)總體設(shè)計,詳細(xì)分析了系統(tǒng)主控電路、電源電路、波形生成與控制電路、人機交互電路、信號處理電路和供電電路的設(shè)計原理。用C語言開發(fā)設(shè)計了各個模塊的程序,實現(xiàn)了按鍵與液晶顯示器控制的人機交互模式。3.對高精度多功能電荷發(fā)生器的誤差來源進行了分析,并對輸出頻率、幅值、基線和系統(tǒng)的綜合誤差進行了理論計算。結(jié)果顯示,誤差均在理論誤差范圍內(nèi),表明設(shè)計的系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期要求。
【關(guān)鍵詞】：電荷發(fā)生器 DDS MSP430 多功能 高精度
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展11-12
• 1.2.1 國外信號發(fā)生器的研究狀況11-12
• 1.2.2 國內(nèi)信號發(fā)生器的研究狀況12
• 1.3 頻率合成技術(shù)的發(fā)展12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 2 頻率合成原理與分析15-23
• 2.1 判斷系統(tǒng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)15-16
• 2.2 頻率合成方法的比較16-21
• 2.2.1 直接頻率合成技術(shù)(DS)16-17
• 2.2.2 間接頻率合成技術(shù)(IS)17-18
• 2.2.3 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)18-21
• 2.2.4 頻率合成技術(shù)方案的選擇21
• 2.3 電荷信號的產(chǎn)生原理21-23
• 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計23-40
• 3.1 系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)23
• 3.2 系統(tǒng)整體設(shè)計23-24
• 3.3 控制器的選擇24-26
• 3.4 波形的生成與控制模塊的設(shè)計26-30
• 3.4.1 波形種類的設(shè)計26-27
• 3.4.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的選擇27-28
• 3.4.3 波形生成電路的設(shè)計28-29
• 3.4.4 波形頻率的控制設(shè)計29-30
• 3.5 人機交互模塊的設(shè)計30-33
• 3.5.1 按鍵輸入電路的設(shè)計30-31
• 3.5.2 液晶顯示電路的設(shè)計31-33
• 3.6 信號處理模塊的設(shè)計33-36
• 3.6.1 電源的濾波電路33
• 3.6.2 低通濾波器的設(shè)計33-35
• 3.6.3 電壓/電荷選擇電路35-36
• 3.7 供電模塊的設(shè)計36-40
• 3.7.1 電源管理電路的設(shè)計37-38
• 3.7.2 電源監(jiān)視電路38-40
• 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)40-49
• 4.1 MSP430集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境40-41
• 4.2 軟件總體設(shè)計41-42
• 4.3 人機交互模塊的設(shè)計42-44
• 4.3.1 按鍵的控制設(shè)計42-43
• 4.3.2 液晶顯示的程序設(shè)計43-44
• 4.4 信號發(fā)生模塊的設(shè)計44-46
• 4.4.1 波形生成的設(shè)計44-45
• 4.4.2 信號的控制設(shè)計45-46
• 4.5 電源監(jiān)視模塊的設(shè)計46-47
• 4.6 軟件的抗干擾設(shè)計47-49
• 5. 系統(tǒng)測試結(jié)果與分析49-60
• 5.1 系統(tǒng)的測試49-50
• 5.2 頻率、幅值及基線的測試結(jié)果50-53
• 5.3 誤差分析53-60
• 5.3.1 波形誤差分析54
• 5.3.2 頻率誤差的分析54-55
• 5.3.3 幅值誤差的分析55-58
• 5.3.4 其他器件導(dǎo)致的誤差58
• 5.3.5 綜合誤差分析58-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60
• 6.2 本文的主要創(chuàng)新點及進一步工作60-61
• 6.2.1 本文的主要創(chuàng)新點60-61
• 6.2.2 進一步工作61
• 6.3 課題的展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果66-67
• 致謝67-68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：998026