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《哈尔滨工业大学》 2007年
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交流低电压标准源关键技术研究

石巍  
【摘要】: 在卫星地面检测和遥测过程中,许多参数的测量都是低电压信号的测量。因此,交流低电压的测量是卫星测试中非常重要的环节。在航天系统内有很多进行低电压测量的仪器,而这些仪器每年都需要进行校准。交流低电压标准源是用来校准交流低电压仪表的重要装置,本文对交流低电压标准源设计中的关键技术进行了研究。 由于该课题技术指标要求苛刻,电压低,如何降低噪声干扰和提高精度就成为首要问题。交流低电压信号是微弱信号。微弱信号不仅意味着信号的幅度很小,而且主要指被噪声淹没的信号。本文对低热电势、电阻热噪声和过剩噪声等背景噪声进行了研究,使得仪器在抑止干扰噪声方面达到设计要求。 在交流低电压标准源中,要产生精确的电压信号,前提是精密基准电压源要产生10V基准电压。在本文设计中充分考虑了温度对基准电压的影响,考虑长期使用中性能的变化。 在进行正弦波发生器设计时为了降低乃至消除噪声电压,采取了增大内插点数M和谐波抵消以及滤波器的结构设计。其中考虑到运算放大器和电阻器等器件会引入噪声,滤波器结构设计时特别考虑以下方面:降低电阻器的电阻值;提高电阻器的额定功率;减少运算放大器的数量;采用低噪声运算放大器和低噪声滤波器。 自主研制的程控感应分压器,需要输出很低的电压信号,因此,必须考虑元器件、开关、连接材料等噪声因素的影响,其中电阻的热噪声电压小于18nV。通过合理的设计,使研制的高精度程控感应分压器比例不确定度达到10~(-6)~10~(-7)。 这些关键技术的研究使得交流低电压标准源的输出最小步进达到1nV(纳伏),比现有电源的输出精度(10nV)提高了一个等级。交流低电压标准源将成为航天系统交流低电压标准。它为保证整个航天系统中交流流低电压的量值统一,保证航天器型号的质量起到很大的作用。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM933.22

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