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        反函數(shù)模擬解算電路的非線性校正

        2016-05-03 07:33:56作者于津豐滿榮娟西安石油大學(xué)電子工程學(xué)院陜西西安710065
        電子制作 2016年7期
        關(guān)鍵詞:非線性校正

        作者/于津豐 滿榮娟 西安石油大學(xué)電子工程學(xué)院 陜西西安 710065

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        反函數(shù)模擬解算電路的非線性校正

        作者/于津豐 滿榮娟 西安石油大學(xué)電子工程學(xué)院 陜西西安 710065

        文章摘要:由于飽和失真、非線性失真的原因,在傳統(tǒng)姿態(tài)參數(shù)模擬解算時大角度范圍無法解算,因此設(shè)計了校正電路。通過校正系數(shù)調(diào)節(jié)電路解決飽和失真的問題,利用離散方法對所設(shè)計的電路進行測試。實驗結(jié)果表明,夠明顯的發(fā)現(xiàn)誤差角度減小,輸出角度曲線的非線性得到明顯改善,驗證了校正系數(shù)調(diào)節(jié)電路設(shè)計的可行性。

        關(guān)鍵詞:反函數(shù);模擬解算;非線性;校正

        引言

        由于模擬解算電路在實際解算過程中存在嚴重失真,在85°之后無法解算出正確的角度值。為解決飽和失真,提高解算精度,本文設(shè)計了校正電路,通過對振幅控制電壓的調(diào)節(jié),使輸出角度的飽和失真得以改善,以提高解算精度。

        1.反函數(shù)模擬解算電路校正原理

        通過分析模擬函數(shù)發(fā)生器AD639可以發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部電路基于雙極性差分對管的電路,利用線性段近似和代數(shù)逼近法,通過疊加的方式合成連續(xù)函數(shù),因此其芯片內(nèi)部電路在解算值達到85°附近就趨近于飽和,因此解算角度在大角度時存在飽和現(xiàn)象,出現(xiàn)了大角度時的非線性失真問題。

        通過對AD639內(nèi)部原理框圖的分析,發(fā)現(xiàn)可以利用AD639內(nèi)部除法電路,在不影響實際輸入的前提下,利用一個可變的外加振幅控制電壓,實現(xiàn)對模擬解算輸出值的校正,通過變化的振幅控制電壓,找到最佳的校正系數(shù)α。圖1為校正電路總體原理框圖。

        圖1 校正電路原理框圖

        2.反函數(shù)模擬解算電路校正設(shè)計

        通過校正系數(shù)調(diào)節(jié)電路解決飽和失真的問題。在具體的調(diào)節(jié)電路中,穩(wěn)定的振幅控制電壓是通過以AD584為主設(shè)計的精密基準電壓源提供的,因為芯片精度問題,輸出電壓無法精確為10V,實際測量輸出電壓為10.011V。再設(shè)計以TL084為主搭建的放大電路,將AD584的輸出端與AD639振幅控制電壓的輸入端通過放大電路相連,通過改變振幅控制電壓的大小,使輸出值得到校正。

        其具體電路如圖2所示。

        圖2 校正系數(shù)調(diào)節(jié)電路

        3.數(shù)據(jù)分析

        為測量數(shù)據(jù)精度,本文采用離散測試分析,這種方法屬于斷點測量,將理論輸入角度對應(yīng)下的輸入電壓保留到小數(shù)點后第三位作為電路的實際輸入。對校正前后數(shù)據(jù)進行實時采集并對數(shù)據(jù)進行了一定的處理之后,能夠清晰的看出,校正后的數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)更為接近,誤差角度小于0.4°,非線性失真得到了較好的校正。具體校正前后輸出角度對比如圖3所示。

        圖3 校正前后輸出角度對比

        4.結(jié)論

        本文通過校正系數(shù)調(diào)節(jié)電路解決了大角度飽和失真的問題。同時對電路進行了驗證,通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和比較發(fā)現(xiàn),電路輸出曲線的飽和失真情況得以解決,非線性失真問題得到明顯改善,精確度大幅提高。實驗結(jié)果表明校正設(shè)計方案可行,電路結(jié)構(gòu)簡單,實時性良好,可以實現(xiàn)模擬解算電路大角度非線性失真的校正。

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