高精度高压产生模块设计

发布时间：2017-09-05 14:20

  本文关键词：高精度高压产生模块设计

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【摘要】：在医用器械、离子加速器、安规测试电子设备等工艺领域中,经常会应用到小功率高精度高压模块。这类高压模块既要求输出电路精度高、电压可调,同时又要求系统体积小、重量轻、响应速度快、稳定性好、可靠性高等特点。随着电子技术的不断发展,高精度高压模块的使用将会更广泛的应用到各个领域中的研发、生产、测试、验收、故障排查等各个环节,并且各类电子系统对高压信号的频率精度、幅值精度、幅值范围、信号形式、相位噪声等指标参数提出了越来越高的要求。为了适应现代电子技术的发展趋势,本课题结合信号合成技术,完成高精度电压产生模块设计。高精度高压产生模块作为一种高精度信号源,其主要功能:产生频率幅度连续可调的方波、直流信号,以及相应输出一定频率的触发信号。结合课题指标,本次论文主要从信号合成和信号调理两部分展开研究。如何运用信号合成技术制定合理的合成方案是设计的核心内容;前期试验中,使用高精度数模转换器直接输出,以及MOS管搭建输出高压方波等方法,虽然实现信号输出基本功能,但依然存在不小缺陷;故在总结前期经验的基础上,改进信号合成方案,利用DDS直接数字方式实现。而信号调理主要实现信号幅度的大范围动态调节,和信号幅值的采样反馈。本论文的主要工作如下:(1)设计并实现信号合成模块:借鉴任意波合成技术,采用数字信号合成思路制定出合理的波形合成方案;另外,设计滤波模块,以降低信号噪声。(2)设计并实现信号调理模块:采用多级放大器、固定衰减电路使信号满足幅度要求范围;设计相应信号采样反馈电路,确保信号精度;并设计了电源模块实现对各个系统各部分供电。(3)设计并实现控制模块:采用ARM与FPGA结合,实现对整个硬件平台的控制,以及上位机通信。论文最后是本高精度电压模块的测试结果,另外总结了本设计的成果和不足,并提出相应的改进意见。
【关键词】：高精度电压 信号合成 连续可调 幅度精度
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM935
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 高精度高压产生模块研究意义10-11
• 1.2 高精度高压产生模块国内外发展现状11-13
• 1.3 本文主要研究内容13-14
• 1.4 论文结构安排14-15
• 第二章 高精度高压产生模块方案设计15-22
• 2.1 直流信号方案设计15-16
• 2.2 低频方波信号方案设计16-18
• 2.3 前期结果分析18
• 2.4 改进方案设计18-20
• 2.5 系统方案技术难点分析20-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第三章 低频方波信号合成子模块22-36
• 3.1 低频方波信号合成方案设计22-27
• 3.1.1 低频方波信号合成方案对比22-24
• 3.1.2 DDS直接数字频率合成技术概述24-25
• 3.1.3 基于DDFS信号合成方案25-27
• 3.2 低频方波信号合成电路设计27-35
• 3.2.1 DDFS电路设计27-28
• 3.2.2 相位截断误差分析28-29
• 3.2.3 幅度量化误差分析29
• 3.2.4 DA电路设计29-31
• 3.2.5 滤波电路设计31-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 方波信号及直流信号调理子模块36-50
• 4.1 方波信号及直流信号调理方案设计36-38
• 4.2 信号调理电路设计38-48
• 4.2.1 乘法器电路设计38-39
• 4.2.2 信号放大电路设计39-41
• 4.2.3 信号衰减电路设计41-42
• 4.2.4 采样反馈电路设计42-48
• 4.3 电源模块设计48-49
• 4.4 系统安全措施设计49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 控制模块设计50-59
• 5.1 控制方案设计50
• 5.2 校准程序实现50-52
• 5.3 采样程序实现52-57
• 5.4 其它程序实现57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章 系统调试与结果分析59-74
• 6.1 信号合成模块的调试59-60
• 6.2 信号调理模块的调试60-61
• 6.3 测试结果分析61-74
• 6.3.1 方波信号测试61-69
• 6.3.2 直流信号测试69-71
• 6.3.3 触发信号测试71-74
• 第七章 总结与展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78
• 攻硕期间取得的研究成果78-79
• 附录79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 申晓改;安亚军;;基于FPGA器件的数字频率合成器的设计[J];广西轻工业;2009年02期

2 盛庆华;张亚君;毛振宇;;基于DDS的高精度频率信号源[J];杭州电子科技大学学报;2006年01期

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本文编号：798494