长时间积分器2

ASIPP报告人：王勇导师：季振山（高工）时间：2005年12月27日长时间积分器的研制报告的主要内容一、积分器概述二、当前进展三、存在问题四、下步计划ASIPP传统模拟积分器ASIPP1CttIOtVdtVRC1V21实际积分器等效电路ASIPPCRtt0CRt'IIOAAEedeVVRC1tV基本积分电路误差分析ASIPPCREtRCRtVRCtVERCtVtVAAIIIO22'2tVIIVtVI''IV当是幅值为的阶跃函数为常数并假设基本积分电路存在的问题ASIPP（1）积分漂移（2）非线性误差（3）泄漏现象国内外积分器ASIPP（1）模拟积分器（2）数字积分器（3）数模混合积分器正在使用的积分器ASIPP当前进展ASIPP（1）自动补偿零漂积分器的设计（2）交替式积分器的设计自动补偿零漂积分器ASIPP积分漂移主要是由失调电压VIO、失调电流IIO等引起的。在输入端对失调进行补偿，可有效的抑制积分漂移。自动补偿零漂积分器的原理ASIPP步骤：（1）测量零漂（2）补偿零漂（3）电容清零（4）开始积分ViVoRRfRfRCK1K2K3K4K5保持电路测量零漂ASIPPVoRRfRfRK5保持电路补偿零漂ASIPPVoRRfRfRK5保持电路电容清零ASIPPVoRRfRC保持电路开始积分ASIPPVoRRfRC保持电路Vi逻辑控制ASIPPR和C大小的影响ASIPP（1）R和C对积分误差有影响（2）R对零漂测量有影响RC对积分误差的影响ASIPPCREtRCRtVRCtVERCtVtVAAIIIO22'2由上式我们看出，RC越大，误差也就越小。因此我们应选择较大的R和C。ViVoRRCCV-V+AR对零漂测量的影响ASIPPVoRRfR-+VidS+-VIOIIB-IIO/2IIB+IIO/2Avd*VidU_U+IOIOIBfOVIRRIRRRRV''211IOIOfORIVRRVfRRR//'RRfRR'RC大小的选择ASIPPfR＝10M~40MΩ。R＝1K~10KΩC＝1uF器件选择ASIPP运放：要选择优质运放，VIO、IIO要小。可选用OP07,更好的有OP177、OP277等。电容：要求漏电小、温度和电介质特性稳定性好。聚四氟乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯电容器。开关：可选用继电器和模拟开关。继电器导通电阻小，但切换时间长，约几ms。模拟开关导通电阻相对较大，但切换快。保持电路的实现ASIPP（1）S/H（采样保持器）（2）ADC－Register－DAC测试ASIPP单个积分器对地积分100s交替式积分器ASIPP运放、电阻等都存在温漂，电容有泄漏现象，随着时间的推移，漂移是不可避免的。因此单单靠一个积分器是不可能完成长时间积分的。可在已完成的单个积分器的基础上，做成交替式积分器。选择合适的交替时间，两个积分器交替工作。交替式积分器原理ASIPP交替式积分器原理图积分器A积分器B信号VAVB累加电路Vo交替式积分器时序图ASIPP积分器A积分器B准备阶段积分阶段积分路线具体工作时序ASIPP累加电路ASIPPS/H1S/H2VoVAVB加法器交替方案的选择ASIPP(1)重叠式（2）丢弃式交替时间TASIPP根据单个积分器的漂移情况，选择合适的交替时间。交替时间越小，单个积分器的漂移越小。交替工作，切换存在误差，所以交替时间也不能太小。根据测量结果，选择合适的交替时间。测试积分时间常数RC：10ms交替时间T：32s噪声：20mvASIPP误差分析（1）单个积分器的误差（2）交替方式的误差（3）累加电路的误差（4）电路中干扰引入的误差ASIPP减小干扰（1）数字地与模拟地分开，单点接地（2）数字信号到模拟部分要用光耦（3）重要信号线要保护（4）电源要滤波ASIPP存在问题ASIPP（1）系统的漂移不可预知，每次漂移的情况也不一样。（2）由于是对微弱信号的测量，须提高系统的抗干扰性。下步计划ASIPP（1）利用采集卡设计数字累加（2）利用DSP设计数字积分器阅读文献ASIPP基于DSP技术的长时间积分器及光电隔离器陈曦长时间积分器的研制杨辉混合式积分器李承权LongPulseAnalogueIntegrationSAli-Arshad,LdeKockAdigitalLongPulseIntegratorJ.D.Broesch,E.j.Strait,R.T.Snider,M.L.WalkerDevelopmentofanIntelligentDigitalIntegratorforLong-PulseOperationinaTokamakY.Kawamata,I.Yonekawa,K.KuriharaPerformanceofthemagneticsensorandtheintegratorfortheKSTARmagneticdiagnosticsJ.G.Bak,S.G.LeeandtheKSTARProjectTeam.论文发表ASIPP自动补偿零漂积分器设计，计算机测量与控制，2006年第4期已录用END谢谢ASIPP