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1、,ASIPP,报告人:王 勇,导师:季振山(高工),时 间:2005年12月27日,长时间积分器的研制,报告的主要内容,一、积分器概述二、当前进展三、存在问题四、下步计划,ASIPP,传统模拟积分器,ASIPP,实际积分器等效电路,ASIPP,基本积分电路误差分析,ASIPP,当,是幅值为,的阶跃函数,为常数,并假设,基本积分电路存在的问题,ASIPP,(1)积分漂移(2)非线性误差(3)泄漏现象,国内外积分器,ASIPP,(1)模拟积分器(2)数字积分器(3)数模混合积分器,正在使用的积分器,ASIPP,当前进展,ASIPP,(1)自动补偿零漂积分器的设计(2)交替式积分器的设计,自动补偿零
2、漂积分器,ASIPP,积分漂移主要是由失调电压VIO、失调电流IIO等引起的。在输入端对失调进行补偿,可有效的抑制积分漂移。,自动补偿零漂积分器的原理,ASIPP,步骤:(1)测量零漂(2)补偿零漂(3)电容清零(4)开始积分,测量零漂,ASIPP,补偿零漂,ASIPP,电容清零,ASIPP,开始积分,ASIPP,逻辑控制,ASIPP,R和C大小的影响,ASIPP,(1)R和C对积分误差有影响(2)R对零漂测量有影响,RC对积分误差的影响,ASIPP,由上式我们看出,RC越大,误差也就越小。因此我们应选择较大的R和C。,R对零漂测量的影响,ASIPP,RC大小的选择,ASIPP,10M40M。
3、,R1K10K,C1uF,器件选择,ASIPP,运放:要选择优质运放,VIO、IIO要小。可选用OP07,更好的有OP177、OP277等。电容:要求漏电小、温度和电介质特性稳定性好。聚四氟乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯电容器。开关:可选用继电器和模拟开关。继电器导通电阻小,但切换时间长,约几ms。模拟开关导通电阻相对较大,但切换快。,保持电路的实现,ASIPP,(1)S/H(采样保持器)(2)ADCRegisterDAC,测试,ASIPP,单个积分器对地积分100s,交替式积分器,ASIPP,运放、电阻等都存在温漂,电容有泄漏现象,随着时间的推移,漂移是不可避免的。因此单单靠一个积分器是不可能完成长
4、时间积分的。可在已完成的单个积分器的基础上,做成交替式积分器。选择合适的交替时间,两个积分器交替工作。,交替式积分器原理,ASIPP,交替式积分器原理图,交替式积分器时序图,ASIPP,具体工作时序,ASIPP,累加电路,ASIPP,交替方案的选择,ASIPP,(1)重叠式(2)丢弃式,交替时间T,ASIPP,根据单个积分器的漂移情况,选择合适的交替时间。交替时间越小,单个积分器的漂移越小。交替工作,切换存在误差,所以交替时间也不能太小。根据测量结果,选择合适的交替时间。,测试,积分时间常数RC:10ms交替时间T:32s噪声:20mv,ASIPP,误差分析,(1)单个积分器的误差(2)交替方
5、式的误差(3)累加电路的误差(4)电路中干扰引入的误差,ASIPP,减小干扰,(1)数字地与模拟地分开,单点接地(2)数字信号到模拟部分要用光耦(3)重要信号线要保护(4)电源要滤波,ASIPP,存在问题,ASIPP,(1)系统的漂移不可预知,每次漂移的情况也不一样。(2)由于是对微弱信号的测量,须提高系统的抗干扰性。,下步计划,ASIPP,(1)利用采集卡设计数字累加(2)利用DSP设计数字积分器,阅读文献,ASIPP,基于DSP技术的长时间积分器及光电隔离器 陈曦长时间积分器的研制 杨辉混合式积分器 李承权Long Pulse Analogue Integration S Ali-Arsh
6、ad,L de KockA digital Long Pulse Integrator J.D.Broesch,E.j.Strait,R.T.Snider,M.L.WalkerDevelopment of an Intelligent Digital Integrator for Long-Pulse Operation in a Tokamak Y.Kawamata,I.Yonekawa,K.KuriharaPerformance of the magnetic sensor and the integrator for the KSTAR magnetic diagnostics J.G.Bak,S.G.Lee and the KSTAR Project Team.,论文发表,ASIPP,自动补偿零漂积分器设计,计算机测量与控制,2006年第4期 已录用,END,谢谢,ASIPP,