空間結(jié)構(gòu)微角振動是限制對地觀測系統(tǒng)空間分辨率和平臺姿態(tài)穩(wěn)定度的重要因素之一。與傳統(tǒng)陀螺儀相比,磁流體動力學(xué)（Magnetohydrodynamic,MHD）角速度傳感器兼具亞微弧度測量精度和千赫茲帶寬的優(yōu)點,尤其適用于空間結(jié)構(gòu)微角振動的測量。由于MHD角速度傳感器內(nèi)部的敏感元件輸出信號微弱,易受噪聲干擾,為保證傳感器的低噪聲特性,本文針對傳感器微弱信號低噪聲提取方法進行了如下研究:首先,研究了MHD角速度傳感器敏感元件模型的低噪聲設(shè)計方法,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種使用有源分立器件并聯(lián)方式的直接耦合放大電路,來改善放大電路的噪聲性能。噪聲測量實驗表明該直接耦合放大電路的等效輸入噪聲為（?）量級。其次,提出了一種基于磁場調(diào)制的傳感器微弱信號提取方法,解決直接耦合放大電路易受運算放大器1/f噪聲和其它低頻噪聲干擾的問題,擬通過調(diào)制磁場實現(xiàn)MHD角速度傳感器輸出信號的幅度調(diào)制。最后,設(shè)計了MHD角速度傳感器的磁場發(fā)生裝置,用于生成交變磁場。設(shè)計了一種增益可自動調(diào)節(jié)的磁場驅(qū)動裝置,解決了交變磁場幅值易受外界干擾不穩(wěn)定問題,系統(tǒng)測試表明螺線管生成的磁場頻率為10.6kHz,磁感應(yīng)強度幅值有效值為16.... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 MHD角速度傳感器及其微弱信號提取國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容
第2章 微弱信號低噪聲提取方法研究
    2.1 MHD角速度傳感器工作原理
    2.2 直接耦合方式的微弱信號提取方法
        2.2.1 運算放大器噪聲特性及低噪聲設(shè)計理論
        2.2.2 低噪聲預(yù)處理電路設(shè)計
        2.2.3 預(yù)處理電路噪聲模型分析
        2.2.4 預(yù)處理電路噪聲特性測量分析
    2.3 基于磁場調(diào)制的微弱信號提取方法研究
        2.3.1 基于調(diào)制解調(diào)技術(shù)的噪聲抑制研究
        2.3.2 傳感器磁場調(diào)制方法研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 MHD角速度傳感器交變磁場發(fā)生裝置的設(shè)計
    3.1 多層螺線管磁場的分析設(shè)計
    3.2 螺線管磁芯材料的選擇
        3.2.1 磁材料的分類
        3.2.2 磁芯磁導(dǎo)率的計算
    3.3 螺線管繞組線圈的設(shè)計
        3.3.1 導(dǎo)線承載電流計算
        3.3.2 趨膚效應(yīng)影響
    3.4 螺線管模型建立及分析
        3.4.1 螺線管線圈電感的設(shè)計分析
        3.4.2 螺線管線圈電阻的測試
    3.5 串聯(lián)諧振電路的設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 MHD角速度傳感器交變磁場驅(qū)動裝置的設(shè)計
    4.1 精密振蕩器的設(shè)計
        4.1.1 壓控波形發(fā)生芯片
        4.1.2 狀態(tài)變量型振蕩器的設(shè)計
        4.1.3 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)
    4.2 增益受控放大電路的設(shè)計
        4.2.1 可變增益放大器的設(shè)計
        4.2.2 功率放大器的設(shè)計
    4.3 控制電壓形成電路的設(shè)計
        4.3.1 探測線圈的設(shè)計
        4.3.2 交流-直流轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        4.3.3 差動積分器的設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)測試與分析
    5.1 交變磁場發(fā)生器的調(diào)試
    5.2 螺線管磁場測試與分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于AD9854的信號源設(shè)計[J]. 王浩軍.  艦船電子工程. 2018(09)
[2]MHD角速度傳感器隨機漂移誤差補償方法研究[J]. 李洪宇,徐亞東,吳騰飛,李醒飛,紀越.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2017(08)
[3]一種微弱光電信號調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計研究[J]. 諶東,何林,陳樹春,溫強.  電子測量技術(shù). 2016(04)
[4]磁流體動力學(xué)角速度傳感器低頻誤差分析及校正方法研究[J]. 張少強,李醒飛,吳騰飛,紀越,徐夢潔,陳誠.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2015(11)
[5]NASA月球激光通信演示驗證試驗[J]. 郭麗紅,張靚,杜中偉,曹江,劉嬿.  飛行器測控學(xué)報. 2015(01)
[6]一種用于磁流體陀螺微弱信號檢測的小波降噪方法研究[J]. 王麗萍,李醒飛,吳騰飛,紀越,徐夢潔,陳誠.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2014(10)
[7]一種計算電感線圈分布電容的簡化模型[J]. 陳龍,趙艷美,張寧.  南京師大學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(02)
[8]一種磁流體陀螺的設(shè)計研究[J]. 于翔,李醒飛,徐夢潔,王麗萍,梁思夏.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2013(11)
[9]MHD角速度傳感器磁場設(shè)計研究[J]. 霍紅慶,周海佳,馬勉軍,邱家穩(wěn).  真空與低溫. 2011(03)
[10]高精度航天器微振動力學(xué)環(huán)境分析[J]. 張振華,楊雷,龐世偉.  航天器環(huán)境工程. 2009(06)

博士論文
[1]極低頻磁場發(fā)生器的開發(fā)及其在神經(jīng)細胞電生理特性研究中的應(yīng)用[D]. 成波.華中科技大學(xué) 2007

碩士論文
[1]通信信號調(diào)制識別算法研究[D]. 方奇.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]MEMS技術(shù)的磁流體陀螺儀關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 羅榮鋒.華中科技大學(xué) 2008
[3]用于神經(jīng)細胞實驗研究的低頻交變磁場發(fā)生器的研制[D]. 黃曦.華中科技大學(xué) 2007
[4]腫瘤磁致熱療用交變磁場發(fā)生原型裝置的研制[D]. 吳亞.東南大學(xué) 2004



本文編號：3726645