【正文】 詳細(xì)分析了程控放大電路、峰值采樣保持電路、V/F轉(zhuǎn)換電路的工作原理 ，并給出了程序流程圖。軟件在Visual ，可實(shí)現(xiàn)向光保護(hù)盤查詢并顯示工作線路 光功率、設(shè)置絕對(duì)門限和相對(duì)門限、復(fù)位或切換光開(kāi)關(guān)的功能。光保護(hù)盤程序用C語(yǔ)言編寫，可對(duì)光纖通 信線路中光信號(hào)功率的循環(huán)采集、將采集結(jié)果與預(yù)設(shè)門限比較。光保護(hù)盤具備 的功能有光功率采集與比較、光開(kāi)關(guān)切換、與上位機(jī)通信。完成了光保護(hù)盤硬件和軟件設(shè)計(jì)、上位機(jī)人機(jī)界面設(shè)計(jì)。光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)是針對(duì)這一現(xiàn)狀而提出 的。為了盡量降低光纖斷裂或光信號(hào)衰減造成的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)光纖 通信線路實(shí)施保護(hù)變得極為必要。 在008及09年的四輪實(shí)驗(yàn)中，HT7和EAST裝置中的積分器系統(tǒng)都表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性和一致性，滿足了裝置在百秒時(shí)間尺度上對(duì)積分器在積分精 度和噪聲精度上的要求，滿足了相關(guān)的裝置控制和安全運(yùn)行的需要，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間、低漂移、低噪聲的目標(biāo)，該積分器系統(tǒng)作為電磁診斷重要的組成部 分，在EAST上滿足了對(duì)等離子體電流、磁位形實(shí)時(shí)反演和控制的要求，成功獲得了超過(guò)60秒的等離子體放電和位形的穩(wěn)定控制，為未來(lái)長(zhǎng)時(shí)間等離子體 放電的測(cè)量提供了基礎(chǔ)。 在將實(shí)時(shí)補(bǔ)償型積分單元應(yīng)用到EAST裝置的過(guò)程中，綜合考慮各種因素，和兩位同學(xué)一起設(shè)計(jì)完成了EAST的積分器系統(tǒng)。實(shí)時(shí)補(bǔ)償性積分單元解決了積分過(guò)程中積分器本身的等效輸入偏移量、 溫度漂移及地噪聲等帶來(lái)的積分誤差，獲到了很好的零漂特性(1000s的零點(diǎn)漂移量低于20mv)、線性和保持特性。2)在托克馬克裝置長(zhǎng)脈沖、高參數(shù)放電環(huán)境下，電磁環(huán)境差，需要確保積分器系統(tǒng)具備電磁兼容 性。 中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所的HT7裝置已獲得300秒的等離子體放電，但是原有積分器較大的積分誤差使得積分器成為獲得更長(zhǎng)時(shí)間的等離子體 放電的瓶頸之一：同時(shí)，05年投入運(yùn)行的EAST托克馬克裝置的放電時(shí)間的設(shè)計(jì)目標(biāo)為1000秒，作為磁測(cè)量系統(tǒng)重要設(shè)備的積分器尚沒(méi)有完備的解決途徑 。 本系統(tǒng)采用了非接觸卡鉗式泄漏電流傳感器，在不改變?cè)薪^緣子和桿塔聯(lián)接結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上即可實(shí)施安裝，同時(shí)采用了新型羅氏線圈電流傳感器電 路，提高了傳感器的性能，解決了傳統(tǒng)羅氏線圈傳感器精度低、頻帶窄、對(duì)磁芯材料參數(shù)變化敏感的缺點(diǎn)；在信號(hào)處理上采用了可變?cè)鲆娉炭胤糯箅娐?，大大的擴(kuò)展了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電流的范圍，解決了傳統(tǒng)放大器電路對(duì)大跨度電流無(wú)法處理的問(wèn)題；在數(shù)據(jù)傳輸上，采用了基于GPRS的遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，提 高了數(shù)據(jù)傳輸速率、準(zhǔn)確率及可靠性，滿足了現(xiàn)場(chǎng)所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)送；太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的采用，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠供電，同時(shí)也使系統(tǒng)避 免了從高壓取電時(shí)所受到的潛在絕緣危險(xiǎn)；此外本系統(tǒng)還采用了C8051F020單片機(jī)作為CPU來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集、處理和存儲(chǔ)等功能，保證了高速的數(shù)據(jù)處 理和多達(dá)9通道的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集能力。人們?cè)谠敱M的理論分析和大量的 高壓實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)絕緣子泄漏電流的變化與其污穢程度有著密切的關(guān)系，綜合反映了污閃的發(fā)生過(guò)程，因此泄漏電流在線監(jiān)測(cè)是判斷線路絕緣子污穢度 及早期故障的一種有效手段。模擬前端電路將弱信號(hào)除 噪并有效放火，提高了儀器的信嗓比；程控放大電路根據(jù)環(huán)境要求適當(dāng)調(diào)節(jié)電信號(hào)的大小，滿足了動(dòng)態(tài)范圍的要求。這些性能對(duì)光譜儀的探測(cè)器以 及相關(guān)的電子學(xué)設(shè)計(jì)都提出了較高的要求。在蒸發(fā)試驗(yàn)中，自制傳感器在第％，標(biāo)準(zhǔn)差為 ；％。這些相關(guān)試驗(yàn)說(shuō)明，對(duì)于壓實(shí)程度基本不變的單一土壤，電導(dǎo)和含水量符合冪函數(shù)關(guān)系，可以通過(guò)對(duì)土壤電導(dǎo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤含水 量的監(jiān)測(cè)。該電路能夠在瞬時(shí)調(diào)整 信號(hào)的放大增益，具有很高的精度和較大的動(dòng)態(tài)范圍，能夠在模數(shù)轉(zhuǎn)換前端處理中發(fā)揮重要作用。 本文主要工作總結(jié)如下： 首先，通過(guò)理論分析，在二極脈沖法的基礎(chǔ)上，提出了雙極性脈沖間歇電壓法，進(jìn)一步地回避了土壤和電極的極化效應(yīng)。 郭勝君 土壤含水量監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與試驗(yàn) 2007 土壤中的水分狀況是最重要和最常用的土壤信息。并在MSP430F1611單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)了FFT譜分 析法、頻譜校正算法和自適應(yīng)濾波算法，實(shí)現(xiàn)了渦街頻率的準(zhǔn)確提取。根據(jù)差壓檢測(cè)原理的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了信號(hào)分離電路、程控放大電路和自適應(yīng)濾波電路。本文在常規(guī)渦街流量計(jì)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)旋渦脫落的基本特性，在管壁上安裝差壓傳感器，研制了一種利用差 壓原理直接測(cè)量質(zhì)量流量的流量計(jì)信號(hào)處理系統(tǒng)。 表７濾波電路測(cè)試數(shù)據(jù) ｘ９３１２輸出理論值 電阻值／Ｑ ６４６ ４ ５８５ ７ ００９ 口］ 劉?。诙嗨俾剩模恋母嘞覟V波器的ＦＰＧＡ實(shí) 現(xiàn)［Ｊ］．現(xiàn)代電子技術(shù)，２００９（１９）：９４—９８． 心］ 吳建斌．基于ＡＤ６０３的時(shí)變?cè)鲆娣糯笃鞯膶?shí)現(xiàn)［Ｊ］． 電子測(cè)量技術(shù)，２００８，３１（４）：２９—３０． 口］ 何立民．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：北京航空航 天大學(xué)出版社，２０００． 測(cè)量值 ／ｋＨｚ Ｏ．９３ ８．８７ １６．１２ ２０．５６ №３１２輸出理論值 電阻值／Ｑ ｌ ＯＯＯ 測(cè)量值 ／ｋＨｚ Ｏ．９４ ４．５３ １２．２４ １９．７３ 口］ 江煒寧．頻譜分析儀中數(shù)字中頻濾波器的實(shí)現(xiàn)［Ｊ］．國(guó) 外電子測(cè)量技術(shù)，２００７，２６（４）：１８—２０． ／ｋＨｚ １ ９ １６ ２０ ／ｋＨｚ １ ５ １３ ２０ 口］ 盧宇瀟．低中頻ＧＰｓ接收機(jī)中低通濾波器的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn)［Ｊ］．電子測(cè)量技術(shù)，２００９，３２（１）：８２—８５． ３ ８７８ １ ６５６ 口］ 鄭潤(rùn)娜，胡建民．基于ＴＬｃ５６２０信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn)［Ｊ］．電子測(cè)量技術(shù)，２００９，３２（６）：１０２一１０４． ９ ７３６ １ ０５０ 口］ 由測(cè)試結(jié)果可知，截止頻率的變化范圍基本能夠滿足 要求的范圍，調(diào)節(jié)步進(jìn)程度基本實(shí)現(xiàn)步進(jìn)為１ ｋＨｚ，通過(guò) 儀器的觀察，低通２＾處、高通ｏ．５，ｃ處放大器與濾波器的 總電壓增益在２７ ｄＢ左右。顯示 部分采用液晶顯示器，比較直觀、清晰。輸入幅值為１０ ｍＶ的正弦信號(hào)，用 ＬＣＤ顯示器與單片機(jī)的電路見(jiàn)圖１４。顯示內(nèi)容見(jiàn)表４。蘭：?。?！ （ｓ２＋０．７９８５ｓ＋Ｏ．５６７）（５２＋Ｏ．１０９５＋１．０１） 圖１２ 四階橢圓低通濾波電路框圖 根據(jù)電路其仿真結(jié)果見(jiàn)圖１３口３。 四階橢圓低通濾波器相當(dāng)于兩級(jí)二階低通濾波電路 的組合，框圖見(jiàn)圖１２。 ３．２．３高通濾波電路 高通濾波選用二階壓控濾波電路，見(jiàn)圖９。 圖４數(shù)字電位器時(shí)序圖 萬(wàn)方數(shù)據(jù) 中國(guó)科技核心期刊 豳 ３．２．２低通濾波電路 選用二階貝賽爾低通濾波電路，見(jiàn)圖６。168。電路見(jiàn)圖２［３］。 ４ １８１ ４ ５８５ ４ ８８８ 一４０一 萬(wàn)方數(shù)據(jù) 中國(guó)科技核心期刊 己口ｌ口年］月 第己９卷第］期 表３高通濾波參數(shù) 截止頻率 ／ｋＨｚ １ ２ ３ ４ 表２、表３表明了低通和高通濾波器截止頻率與數(shù)字 Ｘ９３１２ Ｘ９３１ 截止頻率 ／ｋＨｚ １１ １２ １３ １４ １５ １６ １７ １８ １９ ２０ 電位器數(shù)值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。輸出電壓Ｕ。／△Ｕ一１ ｏｏｏ，因此輸出電壓Ｕ０—１０ Ｖ。 選用０Ｐ０７和肚Ａ７４１來(lái)實(shí)現(xiàn)放大，０Ｐ０７具有高精度低溫 漂特性，可滿足設(shè)計(jì)要求?！舔q去 ｒ１■—一 圖１系統(tǒng)框圖 下限截止頻率：，Ｌ≈１．１√善尼