[發明專利]一種閉環數字加速度檢波器諧波失真系統及測試方法

在審

• 申請號: 201710452842.4
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107479088A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 王登云;吳學兵;趙永紅;陳都;付振堂;吳小兵;張秋;高翀;付淼星
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化石油工程地球物理有限公司裝備管理中心;賽思地球物理有限責任公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V13/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 羅文遠

技術領域

本發明涉及一種閉環加速度檢波器及方法，特別涉及一種閉環數字加速度檢波器諧波失真系統及測試方法。

背景技術

閉環加速度檢波器具有非常優良的性能指標，總諧波失真在-100dB一下。傳統的測量手段，不能真正測量出它的諧波失真。傳統的機械測量方法，測量系統自身的諧波失真已經遠遠大于閉環加速度檢波器本身的諧波失真。

為了解決閉環加速度檢波器諧波失真的測試問題，我們發明了這種全新的諧波失真的測試方法，該測試方法可以測試大于-120dB以上的諧波失真。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種閉環數字加速度檢波器諧波失真系統及測試方法，該測試系統和方法可以測試大于-120dB以上的諧波失真。

本發明提到的一種閉環數字加速度檢波器諧波失真系統，其技術方案是：包括雙線圈加速度檢波器、差分放大和系統處理單元、反饋控制單元、精密信號源單元，其中，雙線圈加速度檢波器設有兩組線圈，一組作為感知線圈，另外一組作為反饋控制線圈，所述感知線圈連接到差分放大和系統處理單元，所述反饋控制線圈連接到反饋控制單元；所述差分放大和系統處理單元包括感知信號放大和四階積分處理電路，把輸出信號送到檢波器輸出端口；所述的反饋控制單元，是將檢波器輸出端口和精密信號源的信號相疊加，然后把反饋控制信號加到反饋控制線圈；所述精密信號源產生諧波失真低于-120dB的標準正弦信號。

上述的精密信號源包括：六階Delta Sigma一位數據流發生器，信號頻率控制輸入，信號幅度控制輸入和基于DAC1281的數模轉換電路，所述六階Delta Sigma一位數據流發生器通過基于DAC1281的數模轉換電路處理后輸出信號，輸出信號再連接信號頻率控制輸出和信號幅度控制輸出。

上述的六階Delta Sigma一位數據流發生器是基于FPGA實現的。

上述的六階Delta Sigma一位數據流發生器包括仿真器hil、開關switch、數字濾波器、輸出對象，輸入信號通過仿真器hil處理后，通過開關switch及數字濾波器輸出到輸出對象Scope。

本發明提到的一種閉環數字加速度檢波器諧波失真系統的測試方法，包括以下過程：

閉環加速度檢波器擁有兩個線圈：一個線圈作為感知線圈， 另一個線圈作為閉環控制線圈，根據洛倫茲定律，當一個在磁場中的線圈內部有電流流過的時候，就會產生洛倫茲力，當外部有振動產生的時候，感知線圈和電磁場發生相對運動，感知線圈切割磁力線，根據楞次定律，線圈的兩端就會產生感應電動勢，感應電動勢經過放大，通過差分放大和系統處理單元多次積分后輸出，把輸出信號送到檢波器輸出端口；所述的反饋控制單元，是將檢波器輸出端口和精密信號源的信號相疊加，然后把反饋控制信號加到反饋控制線圈上；

通過設計的高精度的正弦波信號，將其疊加在反饋控制信號上，在沒有外部振動的情況下，使線圈產生相對運動，通過測試輸出信號的諧波失真，來確定閉環加速度檢波器系統的諧波失真。

上述精密信號源產生諧波失真低于-120dB的標準正弦信號。

本發明的有益效果是：在外部有振動產生的時候，感知線圈和電磁場發生相對運動，感知線圈切割磁力線，根據楞次定律，線圈的兩端就會產生感應電動勢，感應電動勢經過放大，通過差分放大和系統處理單元多次積分后輸出，把輸出信號送到檢波器輸出端口；反饋控制單元將檢波器輸出端口和精密信號源的信號相疊加，然后把反饋控制信號加到反饋控制線圈上，通過設計的高精度的正弦波信號，將其疊加在反饋控制信號上，可以測試大于-120dB以上的諧波失真。

附圖說明

附圖1是本發明的結構示意圖；

附圖2是六階Delta Sigma 一位數據流發生器的Simulink數學模型示意圖；

附圖3是六階Delta Sigma 一位數據流發生器的部分硬件連接圖；

附圖4是本實施例的系統噪聲和總諧波失真示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。