基于CST檢測技術(shù)及DFCT電路實(shí)現(xiàn)
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2．2．4 影響的共性分析
對同一個(gè)位置、同一個(gè)瞬時(shí)、同樣的元器件，上述的各種影響應(yīng)是相同的。即各種影響量的大小和正負(fù)符號是相同的，都屬于共模信號，若設(shè)上述的各種影響對振蕩頻率產(chǎn)生一個(gè)變化量△f。利用物理實(shí)驗(yàn)中的消去法原理，即差動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方法則可以解決變頻檢測技術(shù)中的最大難題，即頻率高度穩(wěn)定的問題。
2．3 DFCT檢測電路方案
2．3．1 DFCT檢測電路的組成
由對稱的兩套LC振蕩電路構(gòu)成，變頻后的差頻送入低通濾波器，只選出其差頻信號經(jīng)波形變換和整形后輸出。電路方框圖如圖6所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/175956.htm
振蕩電路A內(nèi)的選頻回路接有電容Cs，輸出頻率為fs；振蕩電路B內(nèi)的選頻回路接有電容傳感器Cx，輸出頻率為fx；由于Cs大于Cx的最大值，所以fx大于fs。經(jīng)混頻電路差拍出頻率f=fx-fs。低通濾波器濾除fx，fs及兩者的和頻和高次諧波，低通濾波器的轉(zhuǎn)折頻率為混頻輸出頻率的最大值fxmax，如圖7所示。
2．3．2 DFCT檢測電路工作原理
圖8是依據(jù)DFCT檢測電路組成設(shè)計(jì)出的電路原理圖。T1和T2構(gòu)成對稱的兩套LC振蕩電路，即LC和LC’，LC和LC’的元器件基本對稱。選擇LC振蕩電路是基于其簡單，諧波多，頻率穩(wěn)定性差；便于比較。注意振蕩電路LC’內(nèi)的電容傳感器Cx和振蕩電路LC內(nèi)的C2的制作采用完全一樣的材料與尺寸。電容傳感器的容量變化范圍為Cx=1～15 pF，設(shè)分布電容C0=2 pF，L=200μH，LC諧振回路總的電容變化范圍C=11～25 pF。頻率變化范圍約為2．25～3．40 MHz。LC’的諧振回路總的電容C’=25 pF，LC電路輸出頻率約為2．25 MHz。
T3是混頻器，輸出的差頻范圍為0～1．15 MHz。2L與2C3構(gòu)成無源低通濾波器，轉(zhuǎn)折頻率為1．15 MHz。A1，A2采用TL082高速雙運(yùn)放，A1構(gòu)成二階有源低通濾波器，轉(zhuǎn)折頻率為1．15 MHz，以-40 dB／10倍頻衰減。A2構(gòu)成滯回比較器，具有波形轉(zhuǎn)換與選幅整形功能。調(diào)節(jié)3W1可調(diào)節(jié)選擇幅度高低。
3 檢測實(shí)驗(yàn)
3．1 實(shí)驗(yàn)儀器
實(shí)驗(yàn)儀器有恒溫箱LP／HS-100、溫度計(jì)(范圍為0～100℃)、頻率計(jì)XL801、穩(wěn)壓電源DF1733、示波器DS3062M。
3．2 實(shí)驗(yàn)步驟
(1)將電容傳感器間隙調(diào)到最小，調(diào)L磁芯使f1=f2；
(2)恒溫箱溫度設(shè)置為20 ℃，電容傳感器間隙調(diào)到最大。用示波器測出點(diǎn)1(T1發(fā)射極)，2(T2發(fā)射極)，3(OUT)處的波形，用頻率計(jì)測出點(diǎn)1、2、3處的頻率。
(3)然后依次將保溫箱溫度調(diào)到30 ℃，40℃，50℃，60℃，測出點(diǎn)1、2、3處的頻率。
(4)將穩(wěn)壓電源調(diào)到14 V，10 V重復(fù)步驟(2)。
3．3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
表1是當(dāng)改變溫度時(shí)，電容傳感器調(diào)到最小值，變頻檢測電路與差動(dòng)變頻檢測電路輸出頻率的變化數(shù)據(jù)表。表2是當(dāng)電源電壓變化±10％時(shí)，電容傳感器調(diào)到最小值，變頻檢測電路與差動(dòng)變頻檢測電路輸出頻率的變化數(shù)據(jù)表。
3．4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論
從試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出差動(dòng)變頻檢測電路的相對誤差和絕對誤差都比一般變頻檢測電路小2～3個(gè)數(shù)量級。表明DFCT變頻檢測電路的頻率穩(wěn)定性很高，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。
4 結(jié)語
對FCT檢測電路進(jìn)行分析，得出諸多優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出差動(dòng)DFCT變頻檢測電路。試驗(yàn)結(jié)果表明：這種差動(dòng)變頻檢測電路的相對誤差和絕對誤差都比一般變頻檢測電路小2～3個(gè)數(shù)量級。頻率穩(wěn)定性高，能根本克服FCT電路對頻率穩(wěn)定性要求很高的難點(diǎn)。
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