Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Систем управления и радиоэлектроники
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра радиоэлектроники и защиты информации САБЫРОВ НУРЛЫБЕК БАКТИЯРОВИЧ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ ДАТЧИКОВ
Направление 210400.68 "Радиотехника" Магистерская программа "Системы и устройства передачи, приема и обработки сигналов"
Автореферат диссертации на соискание степени "МАГИСТР"
Научный уководитель: к.т.н., доцент каф. РЗИ _____ Б.И. Авдоченко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы Современные радиоэлектронные системы представляют сложные комплексы технических средств, включающие в себя датчики, преобразователи сигналов, устройства отображения и регистрации. Усилитель выполняет функцию согласующего звена между датчиком и регистратором информации, и является одним из важнейших звеньев измерительной системы,от которого зависят объем, качество информации и точность работы системы. Инструментальный усилитель применяются в качестве предварительных усилителей слабых сигналов постоянного и переменного токов, служит первым каскадом измерительной или преобразовательной схемы, где основным требованием является точность передачи входного сигнала от источника к последующей схеме преобразования. При измерении магнитного поля входной сигнал подается на измерительный усилитель с датчика, преобразующий неэлектрическую величину в аналоговый электрический сигнал. Проблемы Основные проблемы, которые приходится решать при усилении слабого сигнала для обработки последующими каскадами, связаны с подавлением шумов и нестабильностью коэффициента усиления при воздействии внешних факторов. Для работы с малыми сигналами ИУ должен обладать высокой стабильностью характеристик, низким уровнем собственных шумов, иметь регулируемымой с возможно большей точностью коэффициент усиления и полоса пропускания, большой коэффициент ослабления синфазного сигнала и низкий температурный дрейф. Цели диссертационной работы Целью магистерской диссертации является разработать и прибора для измерения чувствительностей датчиков слабых магнитных полей. Для достижения цели, решено следующие основные задачи:
- Проведен аналитический обзор возможных вариантов построения прибора; - Выбрано схему основных узлов прибора; - Выбрано элементной базы; - Разработано конструкцияя прибора и топология печатных плат в программе Sprint-Layout 5.0 R; - Изготовлено и настройка прибора; - Экспериментально исследовано характеристик прибора; - Исследовано зависимость выходного напряжения ИУ от величиный магнитного поля. Используемые методы и технологии Ввиду сложности перечисленных выше задач, с учетом специфики исследований, потребовался концептуальный подход, основанный на теоретических и практических исследованиях. В практических исследованиях использовался эмпирический метод исследований. В качестве средств исследований применялись аттестованные приборные базы Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. Особенность разработки конструкция ИУ: усилитель должен быть предельно чувствительным, поэтому особое внимания уделено к уменьшению внутренних шумов и снижению наводок от внешных полей. Для этого плата ИУ установлена в металлическом немагнитном корпусе, установлены фильтры питания, предельно укорочены подводящие проводники от датчика, а плата выполнена с экранировкой с нижней стороны. При изготовлении использовалась технология планарного монтажа на подложках из стеклотекстолитас применением чип – элементов Научная новизна В диссертации предложены и исследованы различные варианты ИУ для определение чувствительности датчиков в переменном и постоянном магнитном полях. В проведенных исследований были получены следующие новые научные результаты: Разработан малошумящий инструментальный усилитель и с его помощью проведены исследования магнитных датчиков (предельной чувствительности и порога обнаружения слабых магнитных полей).
Практическая значимость
Изготовлен универсальный измерительный усилитель со следующими параметрами: коэффициент усиления усилителя 100 или 1000, полоса пропусканию равна либо 5 Гц либо 50 Гц, собственный шум усилителя 14,17 нВ/√Гц.
Использование разработанного усилителя позволяет измерять слабые электрические сигналы с различных датчиков. Реализация работы Разработан экспериментальный образец малошумящего инструментального усилителя, позволяющий в широких пределах регулировать основные параметры усилителя. Получены результаты исследования магниточувствитель- них датчиков, определена крутизна характеристик, собственные шумы и пороговая чувствительность датчиков слабых магнитных полей. Публикация Основные результаты диссертационной работы доклады- вались, и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «НАУЧНАЯ СЕССИЯ ТУСУР-2015» [1]. Результаты экспериментов. Амплитудно-частотные характеристики разработанного ИУ в логарифмическом масштабе приведены на рисуноке 5.
Рисунок 5 — Логарифмическая амплитудно-частотные характеристики усилителя
Поскольку использован ФНЧ второго порядка, спад АЧХ 40 децибел на декаду. В четвертой главе проводилось исследование характеристик датчиков слабых магнитных полей, снималась зависимость выходного напряжения ИУ от величины магнитного поля. Основные результаты работы - Произведен анализ возможных вариантов построения прибора. - Разработан экспериментальный макет ИУ со следующими параметрами: коэффициент усиления усилителя регулируемым равной либо 100 либо 1000 полосу пропусканию равной либо 5 Гц либо 50 Гц. - Разработана конструкция ИУ и топологии печатных плат в программной среде Sprint-Layout 5.0 R; - Были рассчитаны основные характеристики; изготовлен и настроен ИУ; - Исследованы характеристики ИУ на соответствие требованиям задания: (коэффициент усиления усилителя и АЧХ активного фильтра);. - Получены результаты исследования предельных чувствительностей датчиков слабых магнитных полей. По теме диссертации автором опубликованы следующая основная работа: 1. Н.Б. Сабыров, Б.И. Авдоченко. Инструментальный усилитель для исследования магнитных датчиков // Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 13–15 мая 2015 г. – Томск: В-Спектр, 2015: В 5 частях. – Ч. 1. – 360 с. ISBN 978-5-91191-284-0 (Ч. 1) c.44-47. ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-22; просмотров: 212; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.14.141.228 (0.012 с.) |