基于GIC的数字电桥的快速平衡方法的研究

摘要

本文提出了数字电桥在大范围内的快速平衡理论，并给出了该理论的实现方法。采用四臂电桥进行实验，四个桥臂分别为被测电阻、回转器和两个电阻。首先研究了回转器的特性，即输出阻抗与回转器内部的阻抗Z1、Z3、Z5成正比，与阻抗Z2、Z4成反比。并且通过实验证明，这种原理有可行性。当回转器分别呈现容性和感性时，将得出电桥的两个输出误差电压。分别计算两个误差电压的傅立叶变换系数，通过两个系数和推导出的平衡公式就可以求出被测阻抗。为了计算方便，以上调节回转器的参数以及计算傅立叶系数和最后求出阻抗的值的过程均采用DSP来进行处理。通过对上述过程的迭代，可以迅速提高阻抗测量的精度、实现大范围内交流电桥的快速平衡。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题的背景

1.2课题的研究目的和意义

1.3国内外的研究进展

1.4本文所做的主要工作

第2章回转器电路的研究及设计

2.1 GI C通用阻抗变换器电路及原理

2.2应用GIC来实现电容与电感之间的转换

2.3回转器结构的改进

2.4仿真实验与存在的问题

2.5本章小结

第3章数字交流电桥的平衡及算法

3.1经典电桥的分析

3.2电桥平衡的条件

3.3利用傅立叶系数来调节数字电桥的平衡

3.4仿真实验及结果分析

3.5本章小结

第4章用DSP实现快速平衡电桥

4.1 DSP的基本理论、结构以及实现

4.1.1数字信号处理的理论

4.1.2 DSP的主要结构

4.1.3数字信号处理的实现方法

4.2系统所用芯片TMS320LF2407A介绍

4.3硬件电路的设计

4.3.1具体电路板及选型

4.3.2硬件抗干扰设计

4.4 DSP软件程序的设计

4.4.1理论知识

4.4.2软件程序的流程图

4.5本章小结

第5章误差分析

5.1主要的误差分析

5.1.1一些常见的误差来源

5.1.2常见误差的消除办法

5.2关于数据的误差分析

5.3本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢