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基于直接数字频率合成器及正交锁相技术的交直流微型电场传感器电路
  • ISSN号:1009-5896
  • 期刊名称:电子与信息学报
  • 时间:2013.12.15
  • 页码:3030-3036
  • 分类:TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院电子学研究所传感器技术国家重点实验室,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100039
  • 相关基金:国家863计划项目(2011AA040405)和国家自然科学基金(61101049)资助课题
  • 相关项目:基于MEMS的非接触式交直流电网电压传感器关键技术研究
中文摘要:

为了实现AC(工频)和DC电场同时检测,该文基于MEMS电场传感器,采用直接数字频率合成器(DDS)激励及正交锁相技术研制出一种高性能微型电场传感器电路。该系统结合低噪声模拟电路和数字控制方式,采用DDS 产生精准的传感器激励信号和双路正交参考信号,保证了激励信号及正交参考信号的频率、幅值稳定性以及双路正交参考信号之间准确的相位差。采用相关解调芯片及高速滤波器构建正交锁相放大电路,结合 Advanced RISC Machines (ARM)微控制器,解决了单片机数字信号处理响应速度慢、资源不足等问题,成功实现AC(工频)及DC电场加载情况下传感器弱信号高精度提取。

英文摘要:

A novel and high-performance micromachined electric-field sensor system circuit which can measure both AC (50 Hz) and DC fields is presented based on Direct Digital Synthesizer (DDS) and Lock-In-Amplifier (LIA). The system combines low-noise analog circuits and digital control scheme, using DDS to generate the excitation signal and the orthogonal reference signals, ensures the frequency and amplitude stability of the excitation signal and precise phase difference between the orthogonal reference signals. Using demodulator chip and high-speed filter to build quadrature lock-in amplifier circuit, combining with the ARM microcontroller, the system achieves a faster response and saves much more sources than the simple digital processing circuit.

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期刊信息
  • 《电子与信息学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院电子学研究所 国家自然科学基金委员会信息科学部
  • 主编:朱敏慧
  • 地址:北京市北四环西路19号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jeit@mail.ie.ac.cn
  • 电话:010-58887066
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-5896
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4494/TN
  • 邮发代号:2-179
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24739