cmos圖像傳感器的基本原理及設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-29 19:21本頁(yè)面
【正文】 的諧波含量用電力工頻諧波儀來(lái)進(jìn)行測(cè)試。為了將被測(cè)電壓和電流變換成適合計(jì)算機(jī)A/D采樣的電壓，將各種電力工頻諧波分析儀的取樣裝置，如電流互感器、電壓互感器、電阻取樣與光隔離耦合電路等和霍爾電流傳感取樣測(cè)試對(duì)比，結(jié)果表明霍爾電流傳感器最為適用。對(duì)比結(jié)果如表8所示。 表8電力工頻諧波分析儀中使用的3種接口部件的比較（LEM模塊是一種霍爾零磁通電流傳感器） CT和PT 電阻取樣與光耦隔離電路 LEM模塊 線性度 － ％ ％ 頻率范圍 較窄 0～30kHz 0～100kHz 對(duì)各次諧波幅度有否衰減及衰減一致性 有，不一致 無(wú) 無(wú) 對(duì)各次諧波有否相移及相移一致性 有，不一致 很小，可以忽略 很小，可以忽略 所需電源 不需要 二組 一組 輔助電路 無(wú) 恒溫電路 無(wú) 體積 大 大 小 重量 重 輕 輕 安裝是否方便 不便 不便 方便 調(diào)試難易程度 容易 較難 容易 接口部件性能、是將電網(wǎng)的非穩(wěn)定的交流電壓變換成穩(wěn)定的直流電壓輸出的功率變換裝置。無(wú)論是電壓控制型還是電流控制型開(kāi)關(guān)電源，均采用脈沖寬度調(diào)制，借助驅(qū)動(dòng)脈沖寬度與輸出電壓幅值之間存在的某種比例關(guān)系來(lái)維持恒壓輸出。其中，寬度變化的脈沖電壓或電流的采樣、傳感等均需用電流、電壓傳感器來(lái)完成?；魻栯娏?、電壓傳感器以其頻帶寬、響應(yīng)時(shí)間快以及安裝簡(jiǎn)便而成為首選的電流、電壓傳感器。 在冶金、化工、超導(dǎo)體的應(yīng)用以及高能物理（例如可控核聚變）試驗(yàn)裝置中都有許多超大型電流用電設(shè)備。用多霍爾探頭制成的電流傳感器來(lái)進(jìn)行大電流的測(cè)量和控制，既可滿足測(cè)量準(zhǔn)確的要求，又不引入插入損耗，還免除了像使用羅果勘斯基線圈法中需用的昂貴的測(cè)試裝置。圖47示出一種用于DⅢ－D托卡馬克中的霍爾電流傳感器裝置。采用這種霍爾電流傳感器，可檢測(cè)高達(dá)到300kA的電流。 圖47（a）為G－10安裝結(jié)構(gòu)，中心為電流匯流排，(b)為電纜型多霍爾探頭，(c)為霍爾電壓放大電路。(a)G10安裝結(jié)構(gòu)(b)電纜型多霍爾探頭(c)霍爾電壓放大電路圖47多霍爾探頭大電流傳感器圖48霍爾鉗形數(shù)字電流表線路示意圖圖49霍爾功率計(jì)原理圖(a)霍爾控制電路(b)霍爾磁場(chǎng)電路圖50霍爾三相功率變送器中的霍爾乘法器圖51霍爾電度表功能框圖圖52霍爾隔離放大器的功能框圖 利用霍爾器件的乘法器功能，還可構(gòu)成三相功率變送器，用以檢測(cè)三相平衡或不平衡負(fù)載電路的三相有功功率和無(wú)功功率。圖50示出霍爾三相功率變送器的乘法器。將其霍爾電壓經(jīng)濾波、放大和輸出變換后，將三相功率量變成直流電壓和電流。直流電壓可供給遠(yuǎn)動(dòng)裝置、巡檢裝置等，直流電流可供給近距離測(cè)量及儀表等。三相功率變送器是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。 在前述功率計(jì)后加上V/f變換及分頻計(jì)數(shù)，即可構(gòu)成電度表，加上磁卡讀出裝置，可構(gòu)成磁卡電度表。 圖51示出霍爾磁卡電度表的功能框圖。 以霍爾器件為功率指示器，還可構(gòu)成各種各樣的功能電表，在這些電表中加入一些功能電路可構(gòu)成例如帶絕緣缺陷檢測(cè)的電度表，竊電檢測(cè)電度表等。以霍爾器件的基本功能為基礎(chǔ)，還可能集成多功能家用電表，可同時(shí)顯示電流、電壓，用電度數(shù)及電費(fèi)、功率因數(shù)、諧波電壓等等。霍爾電度表可能成為最佳的智能電度表之一。 霍爾隔離放大器的原理框圖示于圖52，是以霍爾元件為中心，構(gòu)成一個(gè)自平衡弱電流比較儀，用以取代變壓器耦合隔離放大器中的調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)，使線路簡(jiǎn)化。仔細(xì)調(diào)整電流比較儀的電路，將放大器的頻帶大大展寬，使之可達(dá)DC～2MHz，而且保持了磁耦合隔離放大器的增益精度和光耦合隔離放大器的線性度，是一種高精度寬頻帶的隔離放大器。隔離放大器在空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)療和儀器儀表中有十分重要的應(yīng)用。南京中旭微電子有限公司已批量生產(chǎn)這種產(chǎn)品。 用霍爾電流傳感器的工作原理，可做成電磁耦合器。用初級(jí)線圈的電流控制霍爾器件的輸出，用這個(gè)輸出信號(hào)控制其它的電路，既收到隔離的效果，又達(dá)到耦合的目的。用這種電路可做成霍爾繼電器、過(guò)載保護(hù)器、通信線路的保護(hù)開(kāi)關(guān)等等。 這種電磁耦合器既可做成開(kāi)關(guān)式，也可做成模擬量輸出式。 此外，用霍爾器件還可檢測(cè)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)速；測(cè)量磁性材料的磁化強(qiáng)度、各向異性、旋轉(zhuǎn)損耗和時(shí)間效應(yīng)；測(cè)量直流電機(jī)的電磁力矩等等；還可和熱磁材料組合起來(lái)，構(gòu)成熱磁開(kāi)關(guān)?；魻柶骷褜?shí)現(xiàn)的各種應(yīng)用如表9所列。CMOS圖像傳感器的前途是光明的，隨著多媒體、數(shù)字電視、可視通訊等市場(chǎng)的增加，CMOS圖像傳感器的應(yīng)用前景更加廣闊。 CMOSAPS為MIS/CCD圖像傳感器設(shè)計(jì)提供了另一選擇方案，它把電荷轉(zhuǎn)換成電壓所需的晶體管裝在每個(gè)像素內(nèi)。在這種器件內(nèi)均不必進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，因?yàn)閿?shù)據(jù)讀取是在單個(gè)像素內(nèi)完成的。與CCD圖像傳感器相比，這種器件有很成熟的CMOS集成電路工藝，在降低成本方面有潛力。預(yù)期CMOSAPS在許多非科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)將最終替代CCD圖像傳感器。
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1