| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-12页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第8-9页 |
| 1.2 主动光学系统中的位移传感器发展现状 | 第9-10页 |
| 1.2.1 国内发展现状 | 第9-10页 |
| 1.2.2 国外发展现状 | 第10页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第10-12页 |
| 2 系统设计方案 | 第12-30页 |
| 2.1 系统的总体设计方案 | 第12-13页 |
| 2.2 电容式位移传感器 | 第13-17页 |
| 2.2.1 不同位移传感器的优劣势分析 | 第13-15页 |
| 2.2.2 传感器结构设计 | 第15-17页 |
| 2.3 基于CPLD的驱动模块 | 第17-19页 |
| 2.3.1 使用驱动信号的原因 | 第17-18页 |
| 2.3.2 驱动信号的频率选择 | 第18页 |
| 2.3.3 驱动信号的产生 | 第18页 |
| 2.3.4 驱动信号的电平提升 | 第18-19页 |
| 2.4 电容检测模块 | 第19-22页 |
| 2.4.1 不同电容检测方法的对比 | 第19-20页 |
| 2.4.2 结合电容开关技术的电容检测方案 | 第20-22页 |
| 2.5 同步解调模块 | 第22-26页 |
| 2.5.1 信号前置放大设计 | 第22-23页 |
| 2.5.2 ADA2200芯片解调设计 | 第23-26页 |
| 2.5.3 低通滤波设计 | 第26页 |
| 2.6 AD转换及串口输出模块 | 第26-29页 |
| 2.6.1 AD转换设计 | 第26-27页 |
| 2.6.2 串口输出设计 | 第27-29页 |
| 2.7 本章小结 | 第29-30页 |
| 3 电路原理图设计与仿真 | 第30-43页 |
| 3.1 开关电容检测电路设计 | 第30-33页 |
| 3.1.1 基于CPLD的外围电路设计 | 第30-31页 |
| 3.1.2 开关电容检测电路设计 | 第31-33页 |
| 3.2 模拟信号处理电路设计 | 第33-35页 |
| 3.2.1 前置放大电路设计 | 第33页 |
| 3.2.2 ADA2200为核心的信号解调电路设计 | 第33-34页 |
| 3.2.3 低通滤波电路设计 | 第34-35页 |
| 3.3 基于单片机的AD转换电路设计 | 第35-37页 |
| 3.3.1 单片机的外围电路设计 | 第35-36页 |
| 3.3.2 AD转换电路设计 | 第36-37页 |
| 3.4 串口输出的电平转换电路设计 | 第37页 |
| 3.5 系统模拟部分的电路仿真 | 第37-41页 |
| 3.5.1 仿真软件的选用 | 第37-38页 |
| 3.5.2 仿真结果 | 第38-41页 |
| 3.6 本章小结 | 第41-43页 |
| 4 系统电路的PCB设计 | 第43-49页 |
| 4.1 抗干扰措施 | 第43-44页 |
| 4.2 PCB设计工具的选择 | 第44-45页 |
| 4.3 PCB设计 | 第45-48页 |
| 4.3.1 单MOS管电平提升的单传感器设计 | 第45-46页 |
| 4.3.2 双MOS管电平提升的电容检测电路设计 | 第46-47页 |
| 4.3.3 双MOS管电平提升的双传感器设计 | 第47-48页 |
| 4.4 本章小结 | 第48-49页 |
| 5 系统的软件实现 | 第49-57页 |
| 5.1 基于CPLD的驱动信号产生 | 第49-50页 |
| 5.2 ADA2200芯片的参数写入 | 第50-53页 |
| 5.2.1 C51编程与Keil软件的选用 | 第50页 |
| 5.2.2 基于SPI的参数写入 | 第50-52页 |
| 5.2.3 ADA2200芯片的正交解调实现 | 第52-53页 |
| 5.3 AD转换芯片的控制 | 第53-54页 |
| 5.4 串口输出的实现 | 第54-56页 |
| 5.4.1 定时器设置 | 第54页 |
| 5.4.2 串行口工作方式设置 | 第54-55页 |
| 5.4.3 波特率选择 | 第55页 |
| 5.4.4 串口数据发送的实现 | 第55-56页 |
| 5.5 MATLAB数据显示 | 第56页 |
| 5.6 本章小结 | 第56-57页 |
| 6 实验方法与结果 | 第57-70页 |
| 6.1 CPLD驱动模块的实验结果 | 第57-58页 |
| 6.2 电容检测模块的实验结果 | 第58-64页 |
| 6.2.1 初步设计电路的调试 | 第58-59页 |
| 6.2.2 改进方案 | 第59-61页 |
| 6.2.3 改进电路的实际测试 | 第61-64页 |
| 6.3 ADA2200芯片的解调功能实现 | 第64-68页 |
| 6.3.1 基于单片机的芯片参数写入 | 第64页 |
| 6.3.2 ADA2200芯片的参数配置 | 第64-65页 |
| 6.3.3 同步解调模块的实际测试 | 第65-68页 |
| 6.4 AD转换并串口输出的实现 | 第68页 |
| 6.5 整体系统的实验结果 | 第68-69页 |
| 6.6 本章小结 | 第69-70页 |
| 7 总结与展望 | 第70-73页 |
| 7.1 工作内容总结 | 第70页 |
| 7.2 设计方案的创新点 | 第70-71页 |
| 7.3 展望 | 第71-73页 |
| 致谢 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-78页 |
| 附录 | 第78页 |