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基于ATmega 16单片机的微型气象探测系统设计 被引量:10
1
作者 杨镇博 张加宏 吴雨生 《现代电子技术》 2013年第11期106-109,共4页
设计了一种便携式低功耗微型气象探测系统,该系统以低功耗ATmega 16单片机作为核心控制部件,采用温湿度传感器、气压传感器以及光强度传感器,进行温度、湿度、气压和光照强度的测量;通过12864液晶、时钟芯片和E2PROM实现数据的显示、存... 设计了一种便携式低功耗微型气象探测系统,该系统以低功耗ATmega 16单片机作为核心控制部件,采用温湿度传感器、气压传感器以及光强度传感器,进行温度、湿度、气压和光照强度的测量;通过12864液晶、时钟芯片和E2PROM实现数据的显示、存储和查询。实验测试结果表明该微型气象探测系统的测量精度达到了普通气象测量要求,稳定性高。由于该气象探测系统具有微型化、低功耗、实时化和便携式等特点,因而特别适用于小区域的气象监测。 展开更多
关键词 ATMEGA16单片机 温湿度传感器 气压传感器 光强度传感器 E2PROM 便携式气象探测系统
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基于北斗的气象预警信息传输方法 被引量:5
2
作者 陈苏婷 林涛 张艳艳 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第5期1269-1274,共6页
为解决北斗短报文对气象预警信息发布过程中一份信息需要经过多次北斗短报文播报才能完成传输,以及接收端接收大量冗余数据的问题,先对气象预警信息进行编码、关联信息匹配处理,依据气象数据特点改进LZSS压缩算法,并级联LZW算法,使得最... 为解决北斗短报文对气象预警信息发布过程中一份信息需要经过多次北斗短报文播报才能完成传输,以及接收端接收大量冗余数据的问题,先对气象预警信息进行编码、关联信息匹配处理,依据气象数据特点改进LZSS压缩算法,并级联LZW算法,使得最后需要传输的数据小于78.5 byte,通过实验验证,结果表明该方法能够高效地将气象预警信息通过北斗短报文传输发布到相应的接收端,为气象预警信息发布提供了一种新思路。 展开更多
关键词 嵌入式系统 北斗短报文 气象预警 压缩 ARM_LINUX QT/E
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综合气象观测运行监控系统监控信息的标准化与传输 被引量:5
3
作者 薛风国 侯飙 +4 位作者 韩亮 杨智涛 曲秉阳 高峰 滕潘 《安徽农业科学》 CAS 2017年第20期190-191,195,共3页
为加强气象探测保障能力,提高气象观测数据的可用性,规范监控信息发送的标准化,提高气象设备维护维修的实效性,利用Visual Studio 2010编写了监控快报、监控日报短信发送软件。该软件自投入使用以来,监控快报、监控日报的发送越来越规范... 为加强气象探测保障能力,提高气象观测数据的可用性,规范监控信息发送的标准化,提高气象设备维护维修的实效性,利用Visual Studio 2010编写了监控快报、监控日报短信发送软件。该软件自投入使用以来,监控快报、监控日报的发送越来越规范,人为因素导致的不规范现象锐减,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 监控信息 标准化 传输
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实验室智能监控系统设计 被引量:11
4
作者 吴大中 宋俊飞 《电子技术应用》 北大核心 2014年第3期120-122,共3页
设计了一种基于PLC+STM32的智能实验室SCADA系统。RTU硬件采用分散式的结构,将原来由一个MCU完成的复杂任务分散给多个MCU共同完成,系统可靠性和数据处理速率得到大幅度提高。RTU软件遵循可配置性原则,每个GPIO可以针对不同的用途重新... 设计了一种基于PLC+STM32的智能实验室SCADA系统。RTU硬件采用分散式的结构,将原来由一个MCU完成的复杂任务分散给多个MCU共同完成,系统可靠性和数据处理速率得到大幅度提高。RTU软件遵循可配置性原则,每个GPIO可以针对不同的用途重新配置成,提高了软件的开发效率。调试结果表明,该系统运行稳定,保证实验室各环境参数满足设定要求。 展开更多
关键词 SCADA 实验室 监控系统 分散式
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应用于气象探测的双加热温度传感器设计 被引量:2
5
作者 韩晓丹 刘清惓 杨杰 《电子器件》 CAS 北大核心 2015年第3期621-625,共5页
为消除高空气象探测等领域中温度传感器的沾水误差,提出了一种新颖的双加热温度传感器,利用温度测量元件交替加热测量的方法获得不同风速及降水强度条件下沾水误差与时间常数的变化。通过拟合对应的函数关系可实现沾水误差修正和降水强... 为消除高空气象探测等领域中温度传感器的沾水误差,提出了一种新颖的双加热温度传感器,利用温度测量元件交替加热测量的方法获得不同风速及降水强度条件下沾水误差与时间常数的变化。通过拟合对应的函数关系可实现沾水误差修正和降水强度测量功能。实验结果表明,在一定的风速及降水强度范围内,该传感器能使沾水引起的误差从±0.3℃降低至±0.1℃以下,降水强度测量误差低于±0.2 mm/min。与传统探空仪温度传感器相比,该双加热温度传感器不但精度高,具有消除沾水误差的能力,亦可初步实现降水强度的测量。 展开更多
关键词 温度传感器 降水强度 L-M算法 时间常数
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手持式气象传感器现场测量仪的开发 被引量:4
6
作者 徐伟 杨绪森 +4 位作者 张光宇 汤莹 刘建成 曹贤婧 赖彬芳 《现代电子技术》 2014年第22期131-134,共4页
目前,我国主流自动气象站主要有CAWS600系列、ZQZ-F、DZZ2、Milos500、DYYZ等。野外现场对传感器工作状态的快速判断直接影响气象站的维护效率。气象传感器输出的电信号类型多,包括电压、电流、格雷码、脉冲、电阻等。针对目前气象传感... 目前,我国主流自动气象站主要有CAWS600系列、ZQZ-F、DZZ2、Milos500、DYYZ等。野外现场对传感器工作状态的快速判断直接影响气象站的维护效率。气象传感器输出的电信号类型多,包括电压、电流、格雷码、脉冲、电阻等。针对目前气象传感器测量仪器的不足,提出一种手持式气象传感器测量仪,采用便携式结构,锂电池供电,低功耗处理器作为主控,结合CPLD和信号调理电路,能同时实现温度、湿度、风速、风向、雨量、辐射、蒸发、气压等气象传感器的输出测量。根据现场气象条件和测量结果,完成对传感器工作状态的判断。为气象装备保障人员赴野外现场维护和检修提供一种仪器手段。 展开更多
关键词 气象传感器 自动气象站 手持式测量仪 现场维护
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探空温度传感器辐射误差修正与实验研究 被引量:8
7
作者 刘清惓 施泓伊 杨杰 《现代电子技术》 2022年第10期15-20,共6页
为解决高空低风速太阳辐射误差大的难题,文中设计一种基于压电陶瓷振动的探空温度传感器。该传感器能利用压电陶瓷在高空气流速度较低时的振动产生速度。首先,使用计算流体动力学(CFD)方法对探头进行仿真,以气流速度、太阳辐射强度、海... 为解决高空低风速太阳辐射误差大的难题,文中设计一种基于压电陶瓷振动的探空温度传感器。该传感器能利用压电陶瓷在高空气流速度较低时的振动产生速度。首先,使用计算流体动力学(CFD)方法对探头进行仿真,以气流速度、太阳辐射强度、海拔高度作为影响参数计算出太阳辐射误差;然后,使用支持向量机(SVM)训练仿真数据,得出辐射误差修正曲线;最后,搭建一个模拟高空条件的低气压风洞平台,对不同影响参数下的太阳辐射误差进行测试,并将测试结果与SVM算法的预测数据以及传统温度传感器的测量数据进行对比,以验证传感器的测量精度。实验结果表明,热电偶传感器的平均测量误差与均方根误差分别为0.050 K和0.051 K。与传统的探空温度传感器相比,文中的热电偶传感器能通过压电陶瓷振动的方式降低太阳辐射误差,测量精度较高。 展开更多
关键词 辐射误差修正 探空温度传感器 压电陶瓷 热电偶传感器 探头仿真 低气压风洞 精度测试
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基于MSP430单片机的便携式气象仪设计 被引量:5
8
作者 冒晓莉 杨博 张加宏 《现代电子技术》 2013年第10期142-146,共5页
设计了一种低功耗便携式气象仪,该气象检测系统以低功耗MSP430单片机为主控,利用温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速和风向测量模块,进行温度、湿度、气压、风速、风向的测量;通过时钟芯片和12864液晶实现数据的实时显示;通过E2P... 设计了一种低功耗便携式气象仪,该气象检测系统以低功耗MSP430单片机为主控,利用温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速和风向测量模块,进行温度、湿度、气压、风速、风向的测量;通过时钟芯片和12864液晶实现数据的实时显示;通过E2PROM进行数据的实时存储和查询。该气象仪具有小型化、实时化、低功耗和便携式等特点,测试结果表明该气象仪的测量精度可达普通气象测量要求,稳定性好,特别适用于小区域的气候监测。 展开更多
关键词 MSP430单片机 温度传感器 湿度传感器 气压传感器 风速风向传感器
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一种谐振式微加速度计表芯非线性动力学分析及实验 被引量:2
9
作者 刘恒 刘清惓 孟瑞丽 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期485-490,共6页
在研制基于静电刚度谐振式微加速度计过程中,发现增大激励电压可以提高输出信噪比,但响应的振动幅度将不稳定,同时谐振频率也将会出现漂移。针对上述问题,建立了静电驱动微机械谐振系统等效行为模型,非线性动力学理论分析结果与实验现... 在研制基于静电刚度谐振式微加速度计过程中,发现增大激励电压可以提高输出信噪比,但响应的振动幅度将不稳定,同时谐振频率也将会出现漂移。针对上述问题,建立了静电驱动微机械谐振系统等效行为模型,非线性动力学理论分析结果与实验现象一致,总结出需要从加速度计结构参数优化和减小激励电压两个方面来减小频率漂移和提高分辨率。将结构优化准则应用到制造的微加速度计上,实验结果表明:在5 V敏感电压下,闭环条件下单梁加速度计灵敏度为58 Hz/g,分辨率为3.5 mg。 展开更多
关键词 微加速度计 谐振器 非线性 频率漂移
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基于FPGA的LFMCW雷达信号处理算法及实现 被引量:9
10
作者 潘世伟 葛俊祥 金良 《雷达科学与技术》 北大核心 2017年第4期392-396,共5页
为提高线性调频连续波雷达的探测精度,提出一种Rife算法与Jacobsen算法的联合频率估计算法。该算法分别对三角波调制的线性调频连续波的差频信号的上下扫频的频谱进行峰值搜索,当其频率在量化频率点附近时用Jacobsen算法优化,其他情况使... 为提高线性调频连续波雷达的探测精度,提出一种Rife算法与Jacobsen算法的联合频率估计算法。该算法分别对三角波调制的线性调频连续波的差频信号的上下扫频的频谱进行峰值搜索,当其频率在量化频率点附近时用Jacobsen算法优化,其他情况使用Rife算法直接估计。通过理论及Matlab软件仿真分析算法的估计性能,结合现场可编程门阵列(FPGA)EP4CE30F23C8N设计了用于三角波调制的LFMCW雷达,通过SignalTapⅡ软件实时捕捉目标参数,得到速度及距离信息。该方法应用于调频连续波雷达可以取得较高探测精度,同时具有较高的实时性、稳定性。 展开更多
关键词 线性调频连续波雷达 三角波 频率估计 现场可编程门阵列
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基于感兴趣区域的可变频CCD实时处理系统 被引量:1
11
作者 陈苏婷 杨世洪 《电子技术应用》 北大核心 2012年第1期34-37,共4页
为满足航空摄影测量需求,设计了基于感兴趣区域的可变频CCD实时处理系统。该系统主要由CCD控制模块、数据实时处理模块和显示模块组成。系统充分利用FPGA内部资源,改变了传统FPGA配合微处理器的实现方式,相关算法和时序逻辑控制均在一片... 为满足航空摄影测量需求,设计了基于感兴趣区域的可变频CCD实时处理系统。该系统主要由CCD控制模块、数据实时处理模块和显示模块组成。系统充分利用FPGA内部资源,改变了传统FPGA配合微处理器的实现方式,相关算法和时序逻辑控制均在一片FPGA内实现并通过验证,可广泛适用于任何分辨率CCD的智能实时处理。 展开更多
关键词 高分辨率 可变帧频 智能观测 实时显示 FPGA
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阵列传感器气体浓度检测的改进型海鸥算法研究
12
作者 李鹏 纵彪 +2 位作者 林事力 张立豪 刘轩宇 《电子器件》 2025年第1期31-37,共7页
针对阵列传感器对二元混合气体定量检测时由于交叉敏感特性导致检测精度低的问题,提出一种改进型的海鸥算法优化核极限学习机算法。该方法首先使用核主成分分析(KPCA)对数据进行降维处理以及特征提取,选择贡献率大的主成分作为输入向量... 针对阵列传感器对二元混合气体定量检测时由于交叉敏感特性导致检测精度低的问题,提出一种改进型的海鸥算法优化核极限学习机算法。该方法首先使用核主成分分析(KPCA)对数据进行降维处理以及特征提取,选择贡献率大的主成分作为输入向量,其次改进了海鸥算法(SOA)中的非线性收敛因子B和螺旋形状系数u、v,再使用改进型海鸥算法优化核极限学习机(KELM)的关键参数,即正则化系数C和核参数σ,组成SOA-KELM定量检测模型,最终计算分析后输出结果。实验结果表明改进型海鸥算法搜索能力更好,改进型海鸥算法优化核极限学习机(SOA-KELM)的回归能力更强,检测误差更小,相关系数检测在0.9916以上,为阵列传感器气体浓度检测提供了一种新方法。 展开更多
关键词 浓度检测 核主成分分析 核极限学习机 改进型海鸥算法
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航测CCD预处理系统的设计与实现
13
作者 陈苏婷 杨世洪 《电子技术应用》 北大核心 2011年第11期55-57,共3页
设计了一个应用于航空摄影测量的CCD预处理系统。系统由相机数据处理和控制分系统组成。相机数据处理部分实现与记录系统和机上数传系统间的数据通信,要求对CCD相机送来的数据进行合成、压缩、缓存和视频编码。控制分系统实现与各系统... 设计了一个应用于航空摄影测量的CCD预处理系统。系统由相机数据处理和控制分系统组成。相机数据处理部分实现与记录系统和机上数传系统间的数据通信,要求对CCD相机送来的数据进行合成、压缩、缓存和视频编码。控制分系统实现与各系统之间的串口通信、温度控制以及电压转换。介绍了视频编码芯片和单片机通过I2C总线进行数据通信的原理和具体实现。该系统已经通过验证,可满足航空摄影测量的需求。 展开更多
关键词 航空摄影测量 视频编码 串口通信 I2C总线
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基于物联网模式的农田信息采集系统 被引量:12
14
作者 吴慧 行鸿彦 +4 位作者 吴红军 刘刚 阎妍 余培 戴学飞 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第4期1056-1062,共7页
针对传统农业田间管理系统对非均一环境和作物特性监测的缺失,基于精细化农业发展需求,设计了一种基于物联网模式的农田信息采集系统。本系统集成了多种高精度环境监测传感器、定位芯片和高速数据通信和存储模块,实现了对作物叶绿素含... 针对传统农业田间管理系统对非均一环境和作物特性监测的缺失,基于精细化农业发展需求,设计了一种基于物联网模式的农田信息采集系统。本系统集成了多种高精度环境监测传感器、定位芯片和高速数据通信和存储模块,实现了对作物叶绿素含量、空气温湿度、光照强度、土壤温湿度和田间位置等多参数农田信息的实时监测功能,并且配备了完善的云端服务器系统,用户可以通过服务器界面和手机APP实时观察和统计监测信息,具有良好的人机交互性。实验表明该农田信息采集系统可以实时、准确、方便地采集农田信息和农作物的多种信息参数。 展开更多
关键词 农业信息 物联网模式 BDS田间定位 4G无线传输
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北斗预警信息压缩传输系统的设计与实现 被引量:3
15
作者 冯姣 陈苏婷 李鹏 《现代电子技术》 北大核心 2019年第10期118-123,共6页
北斗卫星单次短报文通信数据量及服务频率限制了长预警信息数据的传输。针对该问题,通过研究预警信息数据协议,设计预警信息压缩传输系统。为了提高预警信息传输效率,设计一种基于固定位长和RLE算法的混合压缩编码;为了提高预警信息传... 北斗卫星单次短报文通信数据量及服务频率限制了长预警信息数据的传输。针对该问题,通过研究预警信息数据协议,设计预警信息压缩传输系统。为了提高预警信息传输效率,设计一种基于固定位长和RLE算法的混合压缩编码;为了提高预警信息传输成功率,设计基于预警信息压缩包的传输协议。此外,利用图形界面语言Qt完成人机交互界面并实现了预警信息压缩包的解码。最后,设计基于误报避免机制的预警信息显示,并给出算法的流程。实验结果表明,所设计的预警信息压缩传输系统能够有效地提高长预警信息数据传输效率和传输成功率,而且可在相关基于北斗卫星的预警信息发布系统中作为参考。 展开更多
关键词 北斗卫星 预警信息 压缩传输系统 压缩编码 传输协议 误报避免机制
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微型云液水含量传感器设计与实验研究 被引量:2
16
作者 王聪 刘清惓 +1 位作者 杨杰 丁仁惠 《电子技术应用》 北大核心 2017年第7期74-77,共4页
针对传统云水含量传感器测量误差大、精度低、功耗大等问题,设计了一种探空仪搭载的云液水含量传感器。该新型传感器系统包括探头、嵌入式处理电路、高精度信号检测电路以及数据传输电路。通过采用计算流体动力学分析方法对云水含量传... 针对传统云水含量传感器测量误差大、精度低、功耗大等问题,设计了一种探空仪搭载的云液水含量传感器。该新型传感器系统包括探头、嵌入式处理电路、高精度信号检测电路以及数据传输电路。通过采用计算流体动力学分析方法对云水含量传感器进行仿真与数值计算,验证了该云水含量传感器设计的可行性。采用模糊自适应(PID)算法对传感器表面探头进行温度控制,提高了系统的稳定性。设计了一种基于24 bit ADC的高精度测控电路,提高了系统的测量精度。实验结果显示,在云水含量值是1.0 g/m3时,传感器所消耗的平均功率为1.63 W。与传统热线仪传感器比较,这种新型云水含量传感器具有精度高、功耗低等优点。 展开更多
关键词 云水含量传感器 计算流体动力学 PID算法
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基于PVDF压电电缆的心冲击信号采集与自适应处理方法研究 被引量:2
17
作者 谢丽君 张加宏 +3 位作者 周炳宇 冒晓莉 孟辉 王忠宇 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第4期841-848,共8页
为提高心率监测的实时性与准确性,研究并实现了一种基于PVDF压电电缆的非接触式心率检测系统。该系统针对心冲击信号(BCG)信号的特点设计了差分阈值寻峰算法进行J峰值的提取,在此基础上结合无监督学习中的聚类算法对BCG信号进行聚类分析... 为提高心率监测的实时性与准确性,研究并实现了一种基于PVDF压电电缆的非接触式心率检测系统。该系统针对心冲击信号(BCG)信号的特点设计了差分阈值寻峰算法进行J峰值的提取,在此基础上结合无监督学习中的聚类算法对BCG信号进行聚类分析,获取心跳模板u并与待测BCG信号进行匹配,进而实时给出心率值。与心电仪开展实验对比,心率测量误差约±2.65次/min,10 min内整体测量准确度约为96.64%,表明该监测系统在心率检测过程中具有较好的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 PVDF压电电缆 心率检测 差分阈值寻峰算法 无监督学习聚类算法
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热损失型风速传感器流体动力学分析与实验研究
18
作者 李东升 刘清惓 +1 位作者 孙星 吕鸣晨 《现代电子技术》 北大核心 2019年第24期11-15,共5页
为解决传统机械式风速计难以准确测量低风速的难题,设计一种热损失型风速传感器。该传感器主要由Cortex-M3 ARM处理器、高精度低噪声测量电路及恒功率加热电路等组成。通过计算流体动力学(CFD)方法确定探头加热功率,并得到双探头温度差... 为解决传统机械式风速计难以准确测量低风速的难题,设计一种热损失型风速传感器。该传感器主要由Cortex-M3 ARM处理器、高精度低噪声测量电路及恒功率加热电路等组成。通过计算流体动力学(CFD)方法确定探头加热功率,并得到双探头温度差值与风速的曲线关系。搭建一套基于高低温试验箱的实验平台,对-10~50℃范围内的传感器温度特性进行测试,结合L-M算法对温漂进行修正。实验结果表明,在0~5 m/s范围内,该风速传感器的均方根误差(RMSE)为0.09 m/s,在低风速测量领域具有一定的应用潜力。 展开更多
关键词 风速传感器 探头温差计算 低风速测量 温漂修正 算法拟合 仿真验证
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基于稀疏度自适应变步长的离格DOA估计方法
19
作者 李鹏 单钰强 +1 位作者 林事力 纵彪 《电子器件》 CAS 2024年第3期661-666,共6页
网格划分产生的量化误差是影响信源定位估计性能的一个重要缺陷。针对目前Lp类离格算法计算量大以及需要提前预知稀疏度的问题,提出了一种稀疏度自适应变步长的离格波达方向定位方法。首先根据一阶泰勒展开构建基于角度优化的离格参数模... 网格划分产生的量化误差是影响信源定位估计性能的一个重要缺陷。针对目前Lp类离格算法计算量大以及需要提前预知稀疏度的问题,提出了一种稀疏度自适应变步长的离格波达方向定位方法。首先根据一阶泰勒展开构建基于角度优化的离格参数模型,以残差能量的变化作为预估稀疏度K的条件。然后利用噪声子空间与信号子空间正交性作为原子误差入选判定依据,利用交替迭代优化方法实现离格模型下的准确求解。所提方法结合了贪婪算法支撑集选取策略与阵列协方差矩阵的有效信息。仿真实验表明,在满足稀疏性条件下,所提方法不仅大大缩短运算时间,而且可以实现空域角度范围内任意角度的精确估计。 展开更多
关键词 离格 波达方向 稀疏重构 贪婪算法
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功率MOS开关的高精度电流检测电路设计 被引量:1
20
作者 张元皓 刘清惓 +1 位作者 刘祖韬 赵自强 《信息技术》 2024年第7期9-14,19,共7页
随着军工设备、工业控制、智能汽车等领域的发展,功率MOS开关驱动器的需求量不断提升,其可靠性、安全性等性能要求也在逐步提高。为保证功率MOS管在安全电流下工作,设计了一款高精度高边电流检测电路。利用复合式斩波放大器,大幅降低失... 随着军工设备、工业控制、智能汽车等领域的发展,功率MOS开关驱动器的需求量不断提升,其可靠性、安全性等性能要求也在逐步提高。为保证功率MOS管在安全电流下工作,设计了一款高精度高边电流检测电路。利用复合式斩波放大器,大幅降低失调电压对电流采样精度的影响,并保证电路系统有足够的响应速度。该电路采用CSMC 0.18μm高压BCD工艺进行设计,在添加10mV的输入失调电压后,测量精度依然可以达到99%,带宽达到3MHz。 展开更多
关键词 MOS开关 电流检测 斩波放大器 失调电压 高精度
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