用运算放大器构成压控恒流源研究

提出用运算放大器构成压控恒流源负载电流公式,从恒流源内阻和形成输出电流误差两个方面,给出了用运算放大器构成恒流源的分析结果.     

恒流源技术在烧结机头电除尘上的应用

通过对恒流源技术原理的介绍,对比恒流源和电压源控制的优缺点,结合烧结机机头烟气的特殊性,提出恒流源技术在烧结机头除尘系统上应用的必要性。     

压控精密恒流源驱动的高精度热敏电阻测温系统

针对野外水工环地质调查低功耗、快速、高精度测温的要求,研制了一种采用压控恒流源驱动的精密热敏电阻测温系统。系统以MSP430F5438处理器为主控芯片,通过单片机片上12位高精度模数转换模块,对经由低功耗单电源压控精密恒流源驱动的热敏电阻进行采集转换,并辅以最小二乘法对热敏电阻进行非线性校正,实现温度的高精度测量。试验结果表明:在-10~50℃,系统测量精度达到±0.02℃,并且具备低功耗、集成度高和可靠性强等优点。     

精细控压钻井溢流检测及模拟研究

针对现有钻井过程中溢流检测方法无法检测微溢流量,对深井和复杂井井控提出挑战,展开了精细控压钻井 溢流检测及模拟研究。研究中通过对比出入口微流量变化,提出了精细控压钻井溢流检测和分析方法;根据气液两相 流理论,建立了井筒气侵期间流动计算模型。将该检测方法应用于塔中某井进行试验,结果表明：精细控压钻井系统 溢流检测方法可以准确检测溢流的发生和累积溢流量;根据气液两相流模型,可以模拟精细控压钻井不同回压时井筒 流动参数的变化;该检测方法在现场试验中检测结果和模拟结果一致。精细控压钻井系统溢流检测方法能够准确检 测溢流发生,该检测方法具有可行性和可靠性,可对控压钻井发现和控制溢流提供了理论支持。     

高精度半导体光源驱动源

针对半导体光源的不稳定性,以模拟电子技术中直流稳压电源的知识为基础,在第一代高精度驱动源的基础上,推出了一种改进型的用于光电实验中驱动半导体光源的高精度驱动电源,驱动电流的范围为0~100mA,三位半数码管显示当前电流,精度达到0.1mA。采用这种恒流源驱动,直接从恒流源上读取电流值。实验方便直观,从根本上保证了半导体光源的精度和稳定性。测试表明,改进后的杂波减小为原来的十分之一。经过温漂修正后,电流值随时间几乎不变,稳定性得到了很大提高。     

半导体激光器的激励源系统和温控系统

分析了半导体激光器的激励源系统和温控系统的设计原理,关于激励源,详细介绍了恒流源和软启动电路;在温控系统中,提出了采用恒流源来设定温度限的设计思想,最后分析了系统的试验结果。     

基于MOS电容的压控振荡器设计

传统的环形压控振荡器通常是利用控制电阻的方式来达到压控振荡的效果。文章利用容性耦合电流放大器作为压控振荡器的基本反馈单元,并在输出端增加MOS电容来控制振荡频率;分析了利用饱和区的MOS电容特性来实现压控的方法,并采用Smartspice软件和0.6μm CMOS工艺参数对该压控振荡器进行了模拟;结果表明,这种方法对电路的静态工作点影响很小,输出交流波形的频率稳定度高,有良好的线性调谐特性,达到了预期的效果。     

高性能GaAs微波单片集成电路负阻压控带通有源滤波器

在前期对ＧａＡｓ微波单片集成电路负阻压控带通有源滤波器进行理论及实验研究的基础上,针对国内工艺技术的特点,提出了提高其性能的电路结构及其设计技术。该设计采用宽带放大器级联负阻压控带通有源滤波器,在输入端设计π型宽带匹配电路,并采用经实验验证和优化设计的平面压控变容管。模拟结果表明,该压控带通滤波器性能优越,有１０ｄＢ以上插入增益,通带宽度约３０ＭＨｚ,调频范围宽约４００ＭＨｚ,工作于１．４４￣１．     

文摘预登

高性能ＧａＡｓ微波单片集成电路负阻压控带通有源滤波器田　彤1,罗晋生2,吴顺君1(1.西安电子科技大学,710071,西安;2.西安交通大学)在前期对ＧａＡｓ微波单片集成电路负阻压控带通有源滤波器进行理论及实验研究的基础上,针对国内工艺技术的特点,提出提高其性能的电路结构及其设计技术.该设计采用宽带放大器级联负阻压控带通有源滤波器,在输入端设计π型宽带匹配电路,并采用经实验验证和优化设计的平面压控变容管.模拟结果表明,该压控带通滤波器性能优越,有10ｄＢ以上插入增益,通带宽度约30ＭＨｚ,调频范围宽约400ＭＨｚ,工作于1.44～1.82Ｇ…     

一种新型连续可调脉冲电流源的设计

针对新型半导体激光器的应用需求,提出一种新型的数控可调的脉冲电流源,其核心部分是精密恒流源电路和脉冲电流镜电路。精密恒流源电路采用基于运算放大器的深度负反馈技术,提供一个精度高、稳定性好、幅值连续可调的恒定电流输出;脉冲电流镜电路采用高速场效应管实现对恒流源电流的复制和倍乘,降低脉冲电流源输出负载对前级深度负反馈部分的影响,提高电路的稳定性,并利用模拟多路复用器对电流镜栅极的控制,将脉冲信号传递到脉冲电流中,从而输出脉冲电流。仿真实验表明,提出的脉冲电流源运行稳定可靠,输出的脉冲电流的幅值、重复频率和脉冲宽度均可数控调节,电流幅值稳定,脉冲前沿陡峭,可满足不同的激光器驱动和测试需求。     

控压钻井气侵流动分析模型研究与应用

控压钻井(managed pressure drilling,MPD)发生气侵时,可通过实时动态压力控制在保持井底压力恒定的情况下实现气侵有效控制与安全排溢,气侵安全控制的关键是实时准确地井筒流动分析。通过理论分析建立了考虑侵入流体在不同类型钻井液中溶解析出影响的井筒气液两相流模型,考虑动态回压影响,给出了不同控压钻井模式下模型求解的初始及边界条件。基于有限差分法充分考虑不同控压模式下的压力动态调节对气体滑脱、相态变化的综合影响,给出了该模型的求解流程。运用全尺寸模拟井筒气侵测试数据对模型进行了验证分析,运用该模型对页岩气水平井控压钻井气侵控制进行了计算分析。结果表明,该模型具有较高的精度,能够很好地为控压钻井气侵控制与分析提供技术支持。     

基于模糊控制的高精度数控恒流源设计

针对传统数控恒流源恒流校正方法复杂、调整时间较长等缺点,在线性负反馈恒流源基础上,设计了一种新的数控高精度恒流源。该恒流源使用新型微处理器对电流源负载电流进行采样,使用模糊逻辑控制在数字域对采样数据进行处理,将处理结果转换为模拟信号,反馈到恒流源调整器,实现快速数字闭环反馈控制。测试结果表明,在输出电流10mA～2010mA范围内,电流纹波≤0.06mA,输出电流与设定电流相对误差≤1%,电流调节最小步进值为1mA。     

脉冲型阵列量子级联激光器驱动电源

设计并研制了一种高精度的可调节阵列量子级联(QC: Quantum Cascale)激光器驱动电源, 以用于中红外多气体检测系统。该系统运用时分复用的思想, 利用并联加串联的方式, 同时驱动多个QC激光器。在硬件方面, 以DSP F28335为主处理器, 采用压控恒流源的原理, 通过大功率半导体器件, 实现脉冲频率(1~10 kHz, 步进0.5 kHz)、 占空比(0.5%~40%, 步进0.5%)、 电流幅值(0~4 A, 步进0.1 A)连续可调的脉冲恒流源。在控制方案上, 采用模拟PI(Proportion Integral)控制算法, 通过两级模拟PI环节的双重反馈方式, 提高了驱动电流的准确性和稳定性。同时, 该系统还设计了电源滤波慢启动电路、 过流保护电路、 过压保护电路、 静电防护电路等, 防止QC激光器被瞬间大电流损坏, 以确保激光器的正常工作。经实验测试, 当设定脉冲电流幅值为2.0 A, 脉冲频率为5 kHz, 脉冲宽度为2 μs时, 输出脉冲电流幅值稳定度优于1.7×10^-3 A, 脉冲宽度稳定度优于2.4×10^-2μs, 脉冲上升时间小于11.9 ns, 脉冲下降时间小于9.6 ns。在同时驱动多个QC激光器长时间测试过程中, 驱动电流稳定, QC激光器发光稳定, 测试指标达到要求。     

海洋水下井口控压钻井系统装备配置方案探讨

控制压力钻井技术是解决窄密度窗口地层钻井井控问题的有效技术保障，在全球陆地、浅海和深水都得到了成功运用。深水是我国油气勘探开发的重要接替区，我国南海油气资源丰富，但是面临高温高压、窄密度作业窗口等难点，井筒压力控制难度较大，给安全高效作业带来了较大困扰。在当前深水控压钻井设备、工艺几乎被国外垄断和深水钻井作业量加大、钻井风险等级升高的背景下，拥有我国自主的深水控压技术及装备是必然的选择。由于水上、水下井口控压钻井技术和装备体系存在较大差异，现有水上井口控压钻井技术无法直接移植到深水。因此，基于我国深水钻井作业现状，提出海洋水下井口控压钻井关键装备自主化配套建设探讨方案。将环空背压的控压钻井系统作为自主化建设的主线，对水上井口的控压系统进行工艺适应性移植，通过综合比较分析，推荐水下井口控压钻井系统ATR配置方案。     

深水井控STAMP/STPA安全性分析

传统安全分析方法无法解决复杂系统部件之间异常交互作用的评价问题。针对深水井控的复杂性和动态性特点,将井控系统在钻井过程中的安全性问题作为系统控制和反馈问题,基于系统理论的事故模型和过程(STAMP)模型,采用STPA系统性安全评估方法,构建井控系统在深水钻井过程中的控制关联模型和反馈回路,通过识别系统安全风险与约束、定义安全控制结构、分析不安全控制行为及关键因素等进行深水井控安全性分析。以STAMP/STPA作为分析准则,结合全动态多相流模拟软件OLGA,建立深水井控工艺流程,以井涌后没有提供控制行为以及关井和压井等控制行为发生延迟为例,对井控作业的安全性进行动力学分析。结果表明:运用STAMP/STPA方法可从控制和约束角度为深水井控的安全系统性分析提供指导,通过对溢流、关井和压井过程模拟,可量化施加安全控制与约束行为以免事故发生与升级的时间裕量;该方法作为指导准则用于深水井控复杂系统安全性分析可行且有效。     

高精度宽范围数控直流电流源设计

采用SPCE061A单片机,设计了一个高精度宽范围的数控直流电流源。硬件部分通过SPCE061A单片机的D/A输出控制压控电流源,该电流源的实际输出电流通过采样电阻转换成电压送A/D转换器,并与预设值进行比较;若有误差再调整D/A转换器的输出,从而改变压控电流源的输出电流,使该电流输出值与预设值相等。软件部分通过闭环控制、PID算法以实现高精度、高量程的电流输出。电流源输出电流最大值200 mA,电流步进精度>0.2 mA。     

模拟路灯控制系统分析

本系统以自制恒流源为核心,以凌阳16位单片机SPCE061A为路灯控制系统。通过单片机对恒流源的功率进行调节,对恒流源的数据进行修正和控制,从而得到高精度的恒流值;通过调节恒流源输出功率达到控制路灯的明暗程度;通过按键可在任意时间设定路灯的通断。本系统采用LCD液晶屏显示开关灯时间、显示故障地址编号。采用光电传感器探测移动物体。     

采用硬件神经电路的压力传感器零点温漂补偿研究

为了解决压阻式压力传感器的零点温漂问题、发挥数字电路与模拟电路的特点,采用硬件电路实现背向传输神经网络算法.利用模拟电路实现神经网络的主体算法,提高了运算速度,解决了神经网路应用的难点,发挥数字电路存储和控制方便的优势构成神经网络的控制电路.将研究成果应用于压力传感器零点温漂的补偿,理论分析及仿真实验结果证明了论文方法的正确性和有效性,为高速度、高精度、自适应和智能化的压力传感器研究和设计提供了新的途径.     

超级电容充电系统的设计

设计了一种基于恒流源方式的超级电容充电系统,充电过程分为大电流恒流充电阶段、逐渐减小充电电流阶段、微小恒定电流充电阶段,确保超级电容能够完全充满.利用具有电压线性控制电流特性的MOSFET设计了恒流源,单片机通过控制DA转换器可调节恒流源的大小.编写了上位机软件,可设置充电电流的大小、额定电压及绘制充电过程曲线图.     

微机电系统压力传感器抗干扰系统设计

鉴于传统的硅基MEMS压阻式压力传感器普遍存在温度漂移和时间漂移误差,本文采用恒温控制和恒流源自校正方法针对上述问题设计和研究了一种MEMS压力传感器抗干扰系统。首先,简单介绍了传感器的各项参数和温漂、时漂原理。其次,设计并制作了传感器相关外部抗干扰电路。最后,对该系统进行实验测试。结果表明,抗干扰系统能减小传感器温漂和时漂误差,热零点漂移的绝对值由恒温前的0.0652%FS/℃降至恒温后的0.00788%FS/℃,热灵敏度漂移的绝对值由0.118%FS/℃降至0.0153%FS/℃,时漂补偿后预测误差由-3.436~0.875 kPa降低至-2.086~1.765 kPa。该设计对MEMS压力传感器温漂、时漂补偿等抗干扰方面的研究具有一定参考价值。