高精度可控電流標(biāo)準(zhǔn)源性能優(yōu)化與應(yīng)用技術(shù)的研究.pdf

1、標(biāo)準(zhǔn)源是實(shí)驗(yàn)室中重要的儀器設(shè)備，輸出不同種類的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，用于測(cè)試和校準(zhǔn)。目前在標(biāo)準(zhǔn)源領(lǐng)域，國(guó)外多家公司和機(jī)構(gòu)處于領(lǐng)先地位，而國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)源存在精度低、動(dòng)態(tài)輸出能力差、功能簡(jiǎn)單等缺點(diǎn)，與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)源有著一定的差距。本課題分析了現(xiàn)有電流標(biāo)準(zhǔn)源系統(tǒng)中影響性能的因素，研究測(cè)量和控制環(huán)節(jié)中的應(yīng)用技術(shù)，從而優(yōu)化電流標(biāo)準(zhǔn)源的性能，主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1、對(duì)數(shù)放大器改進(jìn)與溫度特性研究。對(duì)數(shù)放大器是對(duì)信號(hào)進(jìn)行非線性壓縮的放大器。分析差分對(duì)數(shù)放大器對(duì)

2、小信號(hào)放大倍數(shù)低的原因，提出改進(jìn)方案，進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究對(duì)數(shù)放大器在不同溫度點(diǎn)上的輸出—輸入曲線，通過(guò)擬合得到對(duì)數(shù)放大器曲線系數(shù)與溫度的關(guān)系，提出溫度補(bǔ)償方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　2、雙通道異步融合算法的研究。為了解決測(cè)量環(huán)節(jié)中高采樣率與高精度之間的相互制約，本文采用了基于卡爾曼濾波器的雙通道異步融合算法。根據(jù)仿真選取最優(yōu)的低速測(cè)量通道采樣率，建立測(cè)量環(huán)節(jié)算法模型分析算法的延時(shí)與測(cè)量帶寬，仿真分析雙通道異步融合算法在輸入不

3、同幅值、不同頻率信號(hào)下的表現(xiàn)，分析算法的有效性與合理性。
　　3、在高采樣率下的控制算法研究。分析高精度可控電流標(biāo)準(zhǔn)源的系統(tǒng)特征以及高采樣率對(duì)系統(tǒng)控制的影響。針對(duì)本文系統(tǒng)的純滯后特性，分析最少拍無(wú)紋波控制算法以及應(yīng)用滯后補(bǔ)償?shù)腜ID算法在高采樣率下的快速跟蹤性能和抗干擾性能，與低采樣率下的性能進(jìn)行對(duì)比，并選擇更適用于本系統(tǒng)的控制算法。
　　最后，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)雙通道異步融合算法、兩種控制算法以及電流標(biāo)準(zhǔn)源的動(dòng)態(tài)輸出精