精穩(wěn)正弦波激勵信號源設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、學(xué)位論文獨創(chuàng)性說明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及其取得研究成果。盡我所知，除了文中加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人或集團已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得西安科技大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中做了明確說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：日期：論文題目：精穩(wěn)正弦波激勵信號源設(shè)計與實現(xiàn)工程領(lǐng)域：電子與通信工程碩士生：

2、古惠行（簽名）指導(dǎo)教師：張釋如教授（簽名）摘要線位移傳感器（LVDT）是一種靈敏度高、分辨率大的機電傳感器，以其優(yōu)越的性能被大量應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域中。線位移傳感器在生產(chǎn)測試及工作時需由信號源提供正弦波信號作為激勵信號，然而傳統(tǒng)信號源存在輸出電壓較低，負載能力弱且無法閉環(huán)穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的缺點，大大降低了LVDT的工作性能。本課題提出了一種輸出電壓有效值40V、負載電流2A的高穩(wěn)定高精確正弦波激勵信號源的實現(xiàn)方案，此信號源可為線位移傳感器提供精

3、穩(wěn)的正弦波激勵信號。本文的主要工作為：(1)結(jié)合最小二乘法擬合曲線原理，根據(jù)系統(tǒng)的線性特性，擬合開環(huán)曲線與閉環(huán)曲線，實現(xiàn)了本設(shè)計的開環(huán)控制與閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)控制。(2)提出應(yīng)用ALTERAFPGA和ARMCtexM3作為系統(tǒng)信號控制的核心器件。采用FPGA設(shè)計直接數(shù)字頻率合成器（DDS），結(jié)合12位DA器件AD5445，實現(xiàn)了輸出正弦波基準信號。利用CtexM3實現(xiàn)對功率放大電路、閉環(huán)反饋電路的控制和前面板人機交互的控制。實驗結(jié)果表明，此實

4、現(xiàn)方案是可行的。(3)采用了兩個不同性質(zhì)的核心處理器，其編程語言與軟件開發(fā)工具不盡相同。FPGA軟件開發(fā)語言選定為硬件描述語言VerilogHDL，CtexM3軟件開發(fā)語言選定為嵌入式C語言。FPGA設(shè)計使用QuartusII和Modelsim開發(fā)工具，實現(xiàn)了與CtexM3的交互和DDS頻率的產(chǎn)生；CtexM3設(shè)計使用KeiluVision4開發(fā)工具，完成對系統(tǒng)各信號的控制及算法的軟件實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：正弦波信號源；高穩(wěn)定度；高精確度研究類