高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其在電容傳感電路研究中的應用.pdf

1、高精度慣性傳感器在資源勘探與地球重力場反演中扮演著越來越重要的角色，電容位移傳感電路和反饋電壓讀數(shù)電路是其中的兩項關(guān)鍵技術(shù)，這都需要使用高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　慣性傳感器的測量頻段一般集中在10-4Hz~1Hz范圍內(nèi)，而電路在此頻段容易受到1/f噪聲影響，使慣性傳感器分辨率受到限制，本文針對高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)展開詳細研究，以期提高電容傳感器在低頻段的檢測水平以及降低反饋讀數(shù)電路的噪聲。
　　首先采用24位高精度∑-Δ型模

2、數(shù)轉(zhuǎn)換器、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA）器件和高精度帶隙參考源，設(shè)計、研制了基于 AD7712的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對其性能進行測試，結(jié)果表明該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電壓噪聲水平約為0.6×10-6V/Hz1/2。
　　其次，利用相關(guān)雙采樣技術(shù)的原理對低頻1/f噪聲進行抑制，根據(jù)AD7712的噪聲譜特性和輸出采樣率的需求，確定了采集系統(tǒng)低頻噪聲抑制處理的關(guān)鍵參數(shù)。使用FPGA器件進行數(shù)字信號處理（數(shù)字CDS解調(diào)、濾波及抽取），設(shè)計和研

3、制了相關(guān)的硬件電路和軟件程序，并對系統(tǒng)的功能和噪聲譜等特性進行了測試。測試結(jié)果表明該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的1/f噪聲轉(zhuǎn)折頻率達到10-4Hz，其分辨率達到了0.6×10-6V/Hz1/2。這為研制更高精度的慣性傳感器提供了技術(shù)支持。
　　最后，從理論上對差分式變壓器橋路電容傳感器低頻噪聲來源進行初步分析。差分式變壓器橋路電容傳感器的低頻噪聲受到交流放大器、相敏檢波器、低通濾波器以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的低頻噪聲限制，同時受到調(diào)制載波信號的低頻噪聲