1、控宇宙飞行目标的跟踪等航空领域，锁相环迎来了新的发展生机。随后在半导体制造技术和集成电路技术的推动下，锁相环向集成化迈进。数字通信系统的发展，带动锁相环走向民用领域。基于锁相环技术的电子仪器，如相位计和频率合成器，广泛应用于万方数据中国计量学院硕士学位论文电子测量行业，在建立位同步，提取参考载波等领域都可以看到锁相环技术的应用。能够动态跟踪参考信号频率和相位的巨大优势，使其在谐振式传感器的闭环自激检测电路的研制中得到了高度重视。图为基于式的闭环自激检测电路结构示意图，与图比较，我们可以看出，式闭环自激检测电路与式电路最大的区别在于控制模块不同。式闭环电路根据负反馈控制理论对谐振式传感器输出的频率变化做出迅速响应，能够自动跟踪谐振式传感器输出信号的频率及相位，适用于频率变化的场合。图式的闭环。
2、测试，测得器件的响应率为，并对测试数据进行了分析。第五章总结了工作中取得的进展设计实现了性能较为优良的闭环自激检测电路，构建了个包含红外光源闭环自激检测电路和谐振频率采集系统的红外探测器探测特性测试系统，并利用设计的测试系统完成了对红外探测性能的测试。同时，指出了闭环自激检测电路模块以及谐振频率采集系统中的不足之处，指明了改进方向。万方数据中国计量学院硕士学位论文电热激励压阻检测微桥谐振器振动特性与开环测试微桥谐振器谐振特性微桥谐振器谐振频率的计算无阻尼条件下，微桥的振动方程为，其中是微桥的动挠度，是轴向应力，表示对中心主轴的惯性矩，对应横截面积，表示材料的弹性模量，表示密度。通过求解该方程，可以得到微桥的固有频率和振型，从而得到无应力时微桥的阶固有频率。
3、李青教授严天宏教授对我们实验室工作的支持，李雄老师在电路方面给予的无私帮助。我要感谢我的师兄王小飞冯日盛，师弟俞亦茂张鹏厉森，他们在生活上学习上给了我很多帮助和鼓舞。我要感谢我的室友洪俊，李娟，你们像亲人样照顾我，帮助我，鼓励我，你们是我辈子的好朋友。最后要深深感谢我的父母，你们是我的强有力的后盾，在我困难的时候总能听到你们支持我的声音，正是你们在背后的支持才使我有坚定的决心完成我的学业。祝你们永远健康，永远快乐。由衷地感谢所有在我硕士毕业论文完成过程中帮助过我的人！李琰年月万方数据谐振式红外探测器闭环自激检测电路设计与探测性能测试摘要微谐振式红外探测器的输出信号为频率信号，具有较强的抗干扰能力，能够在常温下实现红外辐射的测量，因此引起了些科研工作者的关注和研究。微谐振式红外探测器的输出信。
4、量的补给抵消了系统由于阻尼作用导致的能量耗损，本质上说，就相当于减小了系统的阻尼。万方数据硕士学位论文谐振式红外探测器闭环自激检测电路设计与探测性能测试作者李琰导师韩建强教授学科检测技术与自动化装置中国计量学院二〇四年三月万方数据，万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文谐振式红外探测器闭环自激检测电路设计与探测性能测试作者李琰导师韩建强教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业检测技术与自动化装置研究方向传感器微弱信号检测二〇四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同。
5、两种最主要的模式。电路的大优点是当输入信号受外界干扰，幅度发生巨变时，能够维持输出信号的幅值在较小范围内波动甚至恒定不变。则是种相位负反馈控制系统，在环路中利用负反馈原理，通过比较系统输入信号和输出信号的相位，实现输出信号动态跟踪输入端信号的频率和相位。基于的闭环自激检测电路式闭环自激检测电路如图所示。为了维持谐振式传感器在不同环境参数下的等幅振动，而且振幅处于线性范围，要求闭环电路中有个可变增益放大器环节，实现自动增益调节，进而实现恒幅驱动。可变增益放大器环节由参考电压源整流环节误差放大电路增益可变的放大电路等构成。其工作过程如下当环境参数变化时，传感器输出电压变大小，整流电压升高降低，与基准电压相比较的差值被误差放大器放大，使可变增益放大器的增益减小增大，通过闭环电路的作用维持传感器的。
6、考虑轴向力时，微桥的阶谐振频率为其中，为临界欧拉应力，。微桥谐振器的阻尼特性分析谐振敏感元件为弹性敏感元件，在不同的阻尼下，振动情况也不同。在弱阻尼条件下，微桥将不会发生谐振。在临界阻尼条件下，微桥也不会发生谐振，但是它达到平衡位置的时间最短。实际应用中，无阻尼振荡是不存在的。微桥在高真空中振动时，阻尼机制主要有内部损耗结构阻尼支座损耗以及氧化层或镀层损耗微桥在分子阻尼范围内振动时，引起微桥能量耗散的主要因素是由单个分子与微桥碰撞时的动量交换和氧化层或镀层损耗微桥在粘性阻尼介质中振动时，阻尼机制主要有空气阻尼，压膜阻尼以及成型槽阻尼。系统在振荡的过程中由于阻尼作用的影响，必然不断在消耗能量，根据能量守恒定律，外界必须要为振荡系统提供能量以弥补由于振荡消耗的能量。外部。
7、激检测电路包涵菡等人为悬臂梁生物传感器设计了种基于式的闭环自激检测电路，闭环系统框图如图所示。电路选用芯片，其内部集成了鉴相器和压控振荡器模块，通过外部的电阻电容分立元件搭建了外围环路低通滤波器，从而实现了功能。该闭环自激检测电路能够动态跟踪相位的变化，电路输出的频率稳定在。图谐振式微悬臂梁生物传感器闭环系统框图万方数据中国计量学院硕士学位论文刘珍等人在包涵菡工作的基础上，对闭环自激检测电路中信号处理部分做了进步的研究，设计了适用于电热激励压阻检测悬臂梁结构传感器的式闭环自激检测电路，实现了频率的动态跟踪，电路结构如图所示。但是传感器闭环自激检测电路的信号处理部分依然需要改良，前置放大，恒时延滤波，移相电路等模块性能不够稳定，影响着整个系统的稳定性以及测量精度。图闭环自激系。
8、统结构框图微谐振式传感器的输出信号属于微弱信号范畴，普遍存在着幅值小微伏数量级耦合干扰严重信噪比低等难题。虽然国内外科研工作者直致力于微弱信号的检测，提出了混沌法小波分析法自适应滤波等测量方法，但是微谐振式传感器面临的这些问题至今仍未得到很好地解决，从而导致了设计传感器闭环自激检测电路任务的艰巨性。虽然微谐振式传感器闭环自激检测电路沿着方式和方式在不断发展，但是内部电路模块依然需要优化，目前性能优良的微谐振式传感器闭环自激检测电路的设计已成为微谐振式传感器领域的个重要发展方向。论文的主要研究内容微谐振式红外探测器的研制在国内尚处于起步阶段，其闭环自激检测电路的稳定性精度等直接影响红外探测器的灵敏度温漂稳定性等主要性能，研究高性能的闭环自激检测电路具有重大的现实意义。第二章深入研究了微桥结构。
9、性与开环测试微桥谐振器谐振特性微桥谐振器开环谐振特性测试本章小结谐振式微机械红外探测器闭环自激检测电路设计谐振式传感器闭环自激检测电路总体设计方案线性带路，包括驱动环节和检测环节。方面传感器振荡系统是个阻尼系统，谐振子以固定的频率谐振时会不断消耗能量，需要外部电路提供能量驱动。另方面传感器最初输出的是机械信号，需要万方数据中国计量学院硕士学位论文通过闭环自激检测电路实现机械信号到电学信号的转化以及对电学信号的拾取。驱动和检测环节密切相关，首先驱动的幅度和稳定性直接决定了检测到的信号的振动幅度和稳定性，而检测信号振幅的稳定性直接影响着谐振式传感器的精度，其次检测信号的频率由驱动频率决定，因此驱动电路部分为检测模块提供了相位依据。在谐振式传感器闭环自激检测电路的发展史上，自动增益控制和锁相环是。
10、出电压不变。结构电路的另外个作用是限制输出幅值。由于增益可控，整个控制系统可以动态地控制闭环自激信号的幅值，结合后级的限幅电路，从而避免过激励和欠激励的发生。图式的闭环自激检测电路万方数据中国计量学院硕士学位论文刘剑等人针对高阶谐振模态的超高质量分辨硅微悬臂梁压阻传感器设计了基于结构的闭环自激检测电路，质量检测分辨率达到了，电路结构框图如图所示。图应用于硅微悬臂梁压阻传感器的式闭环自激检测电路王展飞鲁文高李峰等人对采用控制实现的陀螺闭环自激驱动系统如图所示进行了理论分析，对于自激系统的硬件电路的实现具有指导价值，但是该模式电路无法实现相位跟踪功能。图自激驱动系统电路结构基于的闭环自激检测电路二十世纪三十年代最先提出的概念，但是当时并未得到应有的重视。世纪中后期，随着空间技术的发展，在遥感遥。
11、工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢本论文是在我的导师韩建强教授的悉心指导下完成的，无论是学习上还是生活上，韩老师都给予了我最大的帮助。在工作中，他严谨治学。在生活上，他和蔼和亲。两年多的时间里，老师教会了我很多，我将受用终身。祝愿老师您身体健康，幸福永远。同时，我要感。
12、振式红外探测器振动和检测的相关理论，并对谐振特性进行了开环测试。通过对相关理论的研究，能够更好地理解谐振式红外探测器的工作原理，为闭环自激检测电路的设计奠定了理论基础。通过开环测试，测量了微桥谐振式红外探测器的振幅谐振频率品质因数等基本参数，为闭环电路设计提供参数依据。第三章在深入研究闭环自激原理和技术后，结合微弱信号检测知识，万方数据中国计量学院硕士学位论文对实验室现有的应用于悬臂梁结构谐振器的式闭环自激检测电路进行了进步改良，设计了适用于电热激励压阻检测的微桥谐振式红外探测器的式闭环自激检测电路。第四章设计了谐振式红外探测器探测特性测试系统，并对谐振器的红外探测性能进行了测试。探测系统由红外光源闭环自激检测电路以及高精度谐振频率采集系统组成。利用设计的测试系统完成了对红外探测器的探测性。
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