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用于电磁法观测系统开机自检的信号发生器实现方法

严发宝; 柳建新; 苏艳蕊; 韦艳刚; 郑翱宇 地球物理学报 2017年第11期

摘要:针对电磁法观测系统在使用过程中的开机自检要求,分析常用测量系统及地球物理仪器的检测信号特征,通过对已有机制进行研究和对比,结合现有信号产生电路的优势,提出一种功耗低、精度高、设计简单的自检信号发生器实现方案.基于该方案设计了一套实现电路,其以CPLD为核心,由精密参考电压源、模拟开关及运算放大器等器件构成,并对该电路进行仿真与测试.通过系统稳定性分析,采用波特图与奈奎斯特图表明信号发生电路的稳定性符合设计要求.经仿真与测试,能够通过换挡开关产生幅值为20弘V~2V、频率范围在1Hz~100kHz的自检脉冲信号,频率稳定在1oA,重复测试相位稳定度小于1.5%,幅值误差可以优化到1%以内,且能通过其稳定的谐波分量来获取该系统带宽更宽的通道测试响应.测试结果表明,该自检信号发生器电路实际功耗小于0.3W,20μV~2V幅值范围和1Hz~100kHz频率范围内性能指标的测量结果和仿真结果相符,并成功应用于某监控系统.利用该信号发生器电路实现自检具有操作方便、成本低、易于设计等优点,能够有效的弥补其它自检模式的缺陷.

关键词:观测系统自检信号低功耗cpld

单位:山东大学(威海)机电与信息工程学院; 山东威海264209; 中南大学地球科学与信息物理学院; 长沙410083; 有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室; 长沙410083; 山东大学空间科学研究院; 山东威海264209

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