宽带高精度功率分析仪通道设计与实现

发布时间：2020-12-06 09:29

　　功率分析仪是一种应用广泛的电子测量仪器。功率分析仪的带宽与精度是非常关键的两个指标,它们主要由模拟通道的带宽与精度决定。随着电子信息技术的发展,电子测量中对功率分析仪带宽和精度的要求越来越高。本文研究和设计的功率分析仪,电压通道最大带宽达到20MHz,电流通道最大带宽达到10MHz;最高测量精度达到读数的0.1%+量程的0.1%。针对宽带高精度功率分析仪的模拟通道,本文研究内容如下:1、分析和比较了三种大电压采集方法,选择阻容分压器法进行电压采集,设计了包含3种衰减比例的阻容分压器,实现了DC²0MHz,1.5¹000Vrms范围内的电压测量。首先筛选高精度低温漂的电阻电容进行设计,并且通过可调电容保证阻容分压器的电容匹配。然后分析了影响阻容分压器频率响应的两种分布电容并对其进行比较,通过PCB优化设计减小了主要寄生电容的影响,改善了频率特性,并且保证了0.1%的测量精度。最后设计了保护阈值为30V和300V的峰值检测电路对阻容分压器进行过压保护。2、分析和比较了五种电流采集方法,选择采样电阻法进行电流采集,用三组高精度采样电阻实现了DC

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外发展现状研究
    1.3 本文技术指标与结构安排
        1.3.1 本文技术指标
        1.3.2 本文结构安排
第二章 通道关键技术研究与方案设计
    2.1 功率分析仪原理与功能介绍
    2.2 通道关键技术研究
        2.2.1 电压采集方法研究
        2.2.2 电流采集方法研究
        2.2.3 信号调理电路的关键
    2.3 功率分析仪系统与通道方案设计
        2.3.1 功率分析仪系统方案设计
        2.3.2 电压板卡方案设计
        2.3.3 电流板卡方案设计
    2.4 本章小结
第三章 信号采集电路设计与实现
    3.1 电压采集电路设计
        3.1.1 阻容分压器拓扑结构设计
        3.1.2 阻容分压器分布参数分析
        3.1.3 分布电容优化设计与实现
    3.2 电流采集电路设计
        3.2.1 采样电阻选型
        3.2.2 采样电路分布参数分析
        3.2.3 分布电感优化设计与实现
    3.3 保护电路设计
        3.3.1 过压保护电路设计
        3.3.2 过流保护电路设计
    3.4 本章小结
第四章 信号调理电路与通用模块设计
    4.1 运算放大器的关键参数
    4.2 增益控制电路设计
        4.2.1 档位增益控制
        4.2.2 增益电路设计
        4.2.3 运算放大器的PCB设计
    4.3 差动放大电路设计
        4.3.1 差动放大电路的关键
        4.3.2 差动放大电路优化设计
    4.4 滤波电路设计
        4.4.1 传递函数与逼近方式选择
        4.4.2 电路结构选择
        4.4.3 运放选择与参数确定
    4.5 频率测量电路设计
        4.5.1 信号预处理
        4.5.2 比较器设计
    4.6 ADC驱动电路设计
    4.7 隔离与电源
        4.7.1 隔离电路设计
        4.7.2 模拟通道电源设计
    4.8 本章小结
第五章 通道测试与验证
    5.1 测试与验证平台
    5.2 电源测试与验证
    5.3 ADC驱动电路测试与验证
    5.4 整机功能测试与验证
        5.4.1 带宽测试与验证
        5.4.2 保护电路测试与验证
        5.4.3 电压测量量程与精度验证
        5.4.4 电流测量量程与精度验证
        5.4.5 滤波器测试与验证
        5.4.6 频率测量测试与验证
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的成果



本文编号：2901148