亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        SR570輸入/輸出過載分析

        2017-07-24 15:45:32祁正興陸小龍夏京川趙世平
        電子設(shè)計(jì)工程 2017年10期
        關(guān)鍵詞:指示燈濾波儀器

        祁正興,陸小龍,王 越,夏京川,趙世平

        (四川大學(xué) 制造科學(xué)與工程學(xué)院,四川 成都 610065)

        SR570輸入/輸出過載分析

        祁正興,陸小龍,王 越,夏京川,趙世平

        (四川大學(xué) 制造科學(xué)與工程學(xué)院,四川 成都 610065)

        微弱電流信號(hào)測量需求已越來越強(qiáng)烈,SR570是美國SRS公司研制的一款高性能低噪聲電流前置放大器,廣泛應(yīng)用于微弱電流信號(hào)測量領(lǐng)域。針對(duì)該儀器使用過程中,因輸入信號(hào)選擇與參數(shù)設(shè)置不當(dāng)易出現(xiàn)輸入/輸出過載的問題,本文首先對(duì)儀器內(nèi)部電路工作原理進(jìn)行了分析,然后指出了造成儀器輸入/輸出過載警告的原因。并在Proteus 7.0的ISIS Professional環(huán)境下搭建了報(bào)警電路的模型,對(duì)引起輸入/輸出過載的控制信號(hào)的上限值做了定量的分析,仿真結(jié)果表明控制信號(hào)的絕對(duì)值小于6.4 V時(shí),可以有效避免儀器出現(xiàn)過載。這對(duì)儀器使用過程中輸入信號(hào)的選擇與參數(shù)的設(shè)置提供了理論依據(jù)。

        微弱電流;SR570;輸入過載;輸出過載

        在科研領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域?qū)ξ⑷蹼娏餍盘?hào)測量的需求已越來越強(qiáng)烈[1-3]。所謂微弱電流信號(hào)通常指小于10-6A的電流信號(hào)[4]。目前常用的檢測方法主要有I/V變換法和I/F變換法[5-10]。而測量的手段通常采用窄帶濾波法、雙路消噪法、鎖定接收法、相關(guān)檢測法、取樣積分法、累加平均法以及基于隨機(jī)共振的方法[11-13]。

        SR570是美國的SRS(Stanford Research Systems)公司研制的一款高性能低噪聲電流前置放大器,在微弱信號(hào)測量領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。SR570首先利用I/V變換法將輸入的微弱電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),然后通過窄帶濾波器濾除噪聲信號(hào),最中輸出放大后的電壓信號(hào)[14]。通常,在使用過程中因輸入信號(hào)選擇與參數(shù)設(shè)置不當(dāng)易于出現(xiàn)輸入/輸出過載的警告,如果儀器長時(shí)間處于過載狀態(tài)將會(huì)燒毀儀器內(nèi)部電路。文中將基于Proteus 7.0仿真軟件對(duì)造成儀器過載的原因進(jìn)行分析。

        1 SR570簡介

        SR570是一款電流前置放大器,它是將輸入的微弱的電流信號(hào)放大為常用的電壓信號(hào)的高性能集成放大器。其前面板如圖1所示,前面板一共包括12個(gè)功能模塊,分別為輸入 (INPUT)、偏執(zhí)電壓(BIAS VOLTAGE)、偏置電流(INPUT OFFSET)、濾波器截止頻率 (FILTER FREQ)、濾波器類型(FILTER TYPE)、增益選擇(SENSITIVITY)、增益模式(GAIN MODE)、輸出(OUTPUT)、翻轉(zhuǎn)(INVERT)、復(fù)位(FILTER RESET)、電源(POWER)以及狀態(tài)(STATUS)。SR570的特點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)[14]:

        1)輸入噪聲低至5 fA/√Hz

        2)最大帶寬達(dá)到1 MHz

        3)最大增益達(dá)到1 pA/V

        4)具有可調(diào)節(jié)輸入偏執(zhí)電壓和偏置電流

        5)兩個(gè)可配置的信號(hào)濾波器

        6)具有3種增益模式:低噪聲、低漂移以及高帶寬模式

        7)具有RS-232接口

        圖1 SR570前面板

        SR570的內(nèi)部電路原理框圖如圖2所示,可以將整個(gè)儀器的電路分為輸入、濾波,以及輸出3個(gè)模塊。輸入模塊采用超低噪音運(yùn)放AD743(或低輸入失調(diào)電流運(yùn)放AD546),利用I/V轉(zhuǎn)換原理將微弱的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào);濾波模塊分為兩級(jí),每一級(jí)都有16個(gè)一階RC濾波器組成,然后由控制器控制兩個(gè)八選一開關(guān)電路74HC4051選擇其中的一路通過,到下一級(jí)電路;最后在輸出模塊輸出放大后的電壓信號(hào)。

        圖2 SR570內(nèi)部電路原理框圖

        輸入/輸出過載指示燈用于告知儀器操作者儀器的輸入信號(hào)和放大倍數(shù),以及放大模式的選擇是否合適。輸入過載指示燈亮起則表明輸入回路的信號(hào)過大或者說動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備[14-15]過小。只要出現(xiàn)輸入/輸出過載,應(yīng)該立即采用減小放大倍數(shù)、減小輸入信號(hào)或者改變?yōu)楦邘捘J降姆椒▉砀纳七@種狀態(tài)。

        1.1 輸入過載分析

        分析SR570的內(nèi)部電路,如圖3所示為輸入過載指示燈的電路。

        圖3表明輸入過載是由兩路信號(hào)控制的,其中一路信號(hào)是輸入模塊的輸出FRONT_OUT,另一路信號(hào)是輸入的微弱電流信號(hào)經(jīng)AD743(或AD546)利用I/V轉(zhuǎn)換放大后的電壓信號(hào)I/V_OUT。輸出信號(hào)經(jīng)1 kΩ的電阻與二極管IN4148接入芯片LM393的2、5管腳。若FRONT_OUT、I/V_OUT為正電壓,則通過 D405、D407與+6 V的參考電壓進(jìn)行比較;若FRONT_OUT、I/V_OUT為負(fù)電壓,則通過D406、D408與-6 V的參考電壓進(jìn)行比較。兩個(gè)比較器的輸出將會(huì)控制三極管2N3906的導(dǎo)通與關(guān)斷,即當(dāng)LM393的輸入信號(hào)的絕對(duì)值大于6 V時(shí),LM393輸出為低電平,三極管導(dǎo)通,過載指示燈D62將會(huì)亮起。因此,當(dāng)出現(xiàn)輸入過載時(shí),則表明LM393的輸入電壓的絕對(duì)值大于了6 V,此時(shí)要求減小放大倍數(shù)或者選擇合適的增益模式。

        1.2 輸出過載分析

        如圖4所示,不同于輸入過載電路,SR570的輸出過載是由放大模塊的輸出OUT、第一級(jí)濾波的輸出信號(hào)FILT1_OUT以及經(jīng)LT1028放大的第二級(jí)濾波的輸出信號(hào)FILT2_OUT_AP三路信號(hào)控制的。其中FILT2_OUT_AP信號(hào)表示經(jīng)過第二級(jí)濾波處理之后再經(jīng)運(yùn)放LT1028放大之后的輸出信號(hào)。如圖5所示,第二級(jí)濾波輸出的信號(hào)FILT2_OUT在集成COMS開關(guān)DG444的S1、S2、S3的控制下,分別給運(yùn)放LT1028選擇不同大小的反饋電阻,然后信號(hào)相應(yīng)的會(huì)被放大1、2或5倍輸出。

        圖3 輸入過載電路模塊

        圖4 輸出過載電路模塊

        圖5 FILT2信號(hào)的放大模塊

        比較輸入、輸出過載指示的電路,不同之處僅在控制信號(hào)的數(shù)目上,輸入過載電路是由兩路信號(hào)控制的,而輸出過載電路是由三路信號(hào)控制的。與輸入過載相同,只要三路輸入電壓的絕對(duì)值大于6 V,輸出過載指示燈就會(huì)被點(diǎn)亮,表示輸出過載。

        2 仿真實(shí)驗(yàn)

        在Proteus 7.0的平臺(tái)下,在理想情況下對(duì)輸入/輸出過載進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)分析。參照?qǐng)D2、圖3在ISIS Professional環(huán)境下搭建了相同的電路模型,在控制輸入端分別施加-7 V、-6.5 V、-6.4 V、0 V、+6.4 V、+6.5 V、+7 V的電壓,觀察輸入/輸出過載指示燈是否會(huì)被點(diǎn)亮。實(shí)驗(yàn)情況如表1和表2所示。

        由表1和表2得,只要輸入/輸出過載的控制信號(hào)的絕對(duì)值大于6.4 V,對(duì)應(yīng)的輸入/輸出過載指示燈就會(huì)被點(diǎn)亮。因此,在使用過程中,一定要選擇合適的放大倍數(shù),使得相應(yīng)的輸出信號(hào)不超過上限值。

        表1 輸入過載仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表2 輸出過載仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

        3 結(jié)束語

        SR570是一款高性能的電流前置放大器,放大倍數(shù)高達(dá)1 pA/V、輸入噪聲低至5 fA/√Hz、帶寬達(dá)到1 MHz,且能夠補(bǔ)償使用環(huán)境中存在的各種噪聲干擾。本文對(duì)儀器內(nèi)部電路做了詳細(xì)分析,并基于Proteus 7.0仿真軟件對(duì)輸入/輸出過載電路進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明控制信號(hào)的絕對(duì)值小于6.4 V時(shí),可以有效避免儀器出現(xiàn)過載,這對(duì)儀器使用過程中輸入信號(hào)的選擇提供了理論依據(jù)。

        [1]魯云峰,趙建亭,賀青,等.基于低溫電流比較儀的微弱電流精密測量技術(shù)[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2013,34(12):2812-2817.

        [2]史凱峰,董波,徐兆北.微弱電流檢測技術(shù)分析[J].山東工業(yè)技術(shù),2014(15):6-6.

        [3]紀(jì)天容,梁中偉,朱新宇,等.掃描離子電導(dǎo)顯微鏡的原理及應(yīng)用 [J].分析化學(xué),2010,38(12): 1821-1827.

        [4]陳文薌,陳新.采用積分型電路的微電流測量 [J].分析儀器,1998(3):22-24.

        [5]倪寧,肖雪夫,葛良全,等.微弱電流的I-V變換測量方法研究[J].核電子學(xué)與探測技術(shù),2013,33(6): 665-669.

        [6]張金利,景占榮,梁亮,等.微弱信號(hào)的調(diào)理電路設(shè)計(jì)和噪聲分析[J].電子測量技術(shù),2007,30(11): 40-42.

        [7]劉小明,彭靜,劉濤.微弱電流測量中的I-F轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(3): 99-102.

        [8]周波,蘇弘.弱電流測試儀的研制[J].核電子學(xué)與探測技術(shù),2003,23(1):94-95.

        [9]郭海榮,黎坤.基于ADS8482與TMS320F28335的信號(hào)采集系統(tǒng)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2010,18(2): 107-109.

        [10]趙章琰,李勇滔,夏洋,等.半導(dǎo)體器件測試設(shè)備中的微弱電流測量模塊設(shè)計(jì) [J].傳感器與微系統(tǒng),2011,30(10):115-117.

        [11]曹學(xué)友,祖靜,田壯,等.基于FPGA的微弱信號(hào)快速采集處理方法[J].電子器件,2014,37(4):654-657.

        [12]范維志,蒲國健,李勝,等.氫火焰離子檢測器微小電流檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].電子測量技術(shù),2013,36(10):11-15.

        [13]樊養(yǎng)余,李利品,黨瑞榮.基于隨機(jī)共振的任意大頻率微弱信號(hào)檢測方法研究 [J].儀器儀表學(xué)報(bào),2013,34(3):566-572.

        [14]SRS (Stanford, Research, Systems).MODEL SR570 Low-Noise Current Preamplifier[EB/OL]. California:SRS.Inc,1997.

        [15]戴逸松.測量低信噪比電壓的數(shù)字相敏解調(diào)算法及性能分析[J].計(jì)量學(xué)報(bào),1997,18(2):126-132.

        Analysis for input/output overload of SR570

        QI Zheng-xing,LU Xiao-long,WANG Yue,XIA Jing-chuan,ZHAO Shi-ping
        (College of Manufacturing Science&Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China)

        The demand for measuring weak current signal is increasing urgently,The SR570 is a highperformance low-noise current preamplifier developed by SRS Inc in USA,and widely used in the field of weak current signal measurement.To solve the input/output overload problems caused by improper input selection and incorrect parameters setting in using process,this paper analyzes the SR570's overall internal circuit firstly,and then reveals the causes of input/output overload problems.Simultaneously,it builds the same circuit models in ISIS Professional environment of Proteus 7.0,makes a quantitative analysis for the input/output control signals,simulation results show that instrument can effectively avoid overload if the absolute value of the control signal is less than 6.4 V.It's provided a theoretical basis of selection proper input and setting correct parameters.

        weak current signal;SR570;input overload;output overload

        TN722

        A

        1674-6236(2017)10-0087-04

        2016-04-20稿件編號(hào):201604197

        祁正興(1991—),女,甘肅武威人,碩士研究生。研究方向:精密測量技術(shù)。

        猜你喜歡
        指示燈濾波儀器
        《現(xiàn)代儀器與醫(yī)療》2022年征訂回執(zhí)
        《現(xiàn)代儀器與醫(yī)療》2022年征訂回執(zhí)
        我國古代的天文儀器
        RTS平滑濾波在事后姿態(tài)確定中的應(yīng)用
        基于線性正則變換的 LMS 自適應(yīng)濾波
        遙測遙控(2015年2期)2015-04-23 08:15:18
        榮威750車ABS指示燈和防側(cè)滑指示燈異常點(diǎn)亮
        上海大眾POLO充電指示燈點(diǎn)亮
        2013年波羅車充電指示燈異常點(diǎn)亮
        基于隨機(jī)加權(quán)估計(jì)的Sage自適應(yīng)濾波及其在導(dǎo)航中的應(yīng)用
        基于Sage—Husa濾波的GNSS/INS組合導(dǎo)航自適應(yīng)濾波
        亚洲精品一区二区在线播放| 欧美自拍视频在线| AV人人操| 免费黄网站永久地址进入| 国产精品一区二区三区在线免费| 国产va免费精品高清在线观看 | 亚洲精品美女久久久久99| 成人爽a毛片一区二区免费| 日本最新一区二区三区视频| 色久悠悠婷婷综合在线| 亚洲av无码一区二区三区天堂古代| 八区精品色欲人妻综合网| 国产精品玖玖资源站大全| 日韩麻豆视频在线观看| 国产激情无码一区二区三区| 国产做无码视频在线观看浪潮| 开心激情站开心激情网六月婷婷| 中文字幕高清不卡视频二区| 99久久超碰中文字幕伊人| 久久久噜噜噜久久中文字幕色伊伊| 极品粉嫩小仙女高潮喷水视频| 亚洲天堂久久午夜福利| 少妇内射兰兰久久| 亚洲自偷自拍另类图片小说| 一区二区三区在线免费av| 91成人自拍国语对白| 久久国产精品-国产精品| 久久精品亚洲中文无东京热| 中文字幕亚洲高清精品一区在线| 免费a级毛片在线播放不收费| 色爱区综合五月激情| 在线无码免费看黄网站| 中文字幕一区在线直播| 亚洲av成人无码精品电影在线| 国产精品大屁股1区二区三区| 亚洲偷自拍国综合第一页国模| 无码人妻精品一区二区三区东京热| 久久久久亚洲av无码专区桃色| 国产网友自拍亚洲av| 风韵丰满熟妇啪啪区99杏| 中国农村熟妇性视频|