磁约束核聚变中微弱信号处理及电磁兼容研究.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 高速线性隔离器 2009-12-11 高压和高速线性隔离器 * （1）带宽: 1 MHz； （2）噪声: 20 mV （3）增益：1； （4）输出电压峰峰值：±10V （5）线性度误差：1% 高速线性隔离器设计 2009-12-11 高压和高速线性隔离器 * 单端转为差分 电流电压转换 差分转为单端 高速线性隔离器测试 2009-12-11 高压和高速线性隔离器 * -0.7 -0.054 8.156 8.210 -0.5 -0.032 5.884 5.916 -0.8 -0.030 3.890 3.920 -0.6 -0.014 2.244 2.258 -0.4 -0.004 1.052 1.056 0.8 0.008 -1.028 -1.036 0.7 0.014 -2.048 -2.062 0.4 0.016 -4.016 -4.032 0.3 0.02 -6.028 -6.048 0.5 0.04 -8.002 -8.042 △V/Vi （%） △V=Vo-Vi（V） Vo（V） Vi（V） 大信号测试 小信号测试 小结 2009-12-11 高压和高速线性隔离器 * 推导了VFC和FVC的转换表达式 设计了高压线性隔离器 设计了高速线性隔离器 电磁兼容——输入连接 2009-12-11 电磁兼容 * 2m双绞线 2m导线 2m导线 输入连接 2009-12-11 电磁兼容 * 2m同轴电缆 2m屏蔽双绞线 2m屏蔽双绞线 输入连接 2009-12-11 电磁兼容 * 输入连接 2009-12-11 电磁兼容 * 1uF电容 100KHz低通滤波 输入连接 2009-12-11 电磁兼容 * 一端接地 一端接地 两端接地 接地 2009-12-11 电磁兼容 * 单端与差分 2009-12-11 电磁兼容 * 单端放大器 差分放大器 为差分放大器提供输入偏置电流返回路径 差分积分器 2009-12-11 电磁兼容 * 当满足以下条件时才可使用单端输入方式: ? 输入信号可以共享一个公共端 ? 输入信号大于1V ? 信号源端到测量端的距离小于3米 遇到以下任何情况时都应使用差分输入方式: ? 输入信号小于1 V ? 信号源端到测量端的距离大于3米 ? 输入信号需要独立的信号返回路径 ? 信号线经过嘈杂的环境 分布电容 2009-12-11 电磁兼容 * 相位补偿电容过大 使用的运算放大器带宽不够 模拟开关的带宽限制 前端使用的继电器限制了带宽 反馈电阻的寄生电容 放大电路的问题 分布电容 2009-12-11 电磁兼容 * 小结 2009-12-11 电磁兼容 * 正确连接电缆屏蔽层 正确接地 选择单端还是差分输入 降级分布电容的影响 总结 微弱电流放大器 长时间积分器 高压线性隔离器和高速线性隔离器 电磁兼容 2009-12-11 总结与展望 * 展望 将微弱电流放大器作为前置放大器 长时间积分器的改进想法 自适应放大器的研制 建立自检机制 2009-12-11 总结与展望 * 致谢 2009-12-11 * 谢谢！ * * * * * * * * * * * * * * 电流放大器电压噪声 2009-12-11 微弱电流放大器 * 运放电流噪声和电阻热噪声 2009-12-11 微弱电流放大器 * 运放电流噪声 电阻热噪声 等效带宽 电流放大器总体噪声 2009-12-11 微弱电流放大器 * 选择电压和电流噪声小的运放 增大反馈电阻 增大补偿电容 电流放大器方案选择 2009-12-11 微弱电流放大器 * 难 高 小 方案3 易 低 大 方案2 易 高 大 方案1 操控度 带宽 噪声 方案1 方案2 方案3 器件选择 2009-12-11 微弱电流放大器 * 运放：AD8065 反馈电阻：200K 反馈电容：0.5pF 程控放大：PGA207 驱动：EL2001 电流放大器带宽测试法 2009-12-11 微弱电流放大器 * 电流放大器带宽测试 2009-12-11 微弱电流放大器 * 单位增益放大器带宽比较 2009-12-11 微弱电流放大器 * 带宽： 1.7 MHz 带宽： 250KHz 软X射线现象 2009-12-11 微弱电流放大器 * 清晰的锯齿振荡，软X射线信号经历了缓慢的爬升和快速的崩塌两个阶段，锯齿周期约3ms。爬升段和崩塌前分别有较强的中间振荡和后续振荡，崩塌后有小幅度的后续振荡，振荡周期约150μs。 等离子体中心两侧