基于FPGA的数字磁通门传感器系统设计和实现
5 实验和结果
使用双铁芯结构磁通门探头感应被测磁场，磁场强度从0μT变化到25μT。首先去掉积分模块打开反馈回路，对开环结构的前向通道进行测试，然后加入积分模块和闭合反馈回路，对闭环系统进行测试。两次实验的输入／输出关系如图5所示，图中“o”是开环结构的结果，“+”是闭环结构的结果。
两次试验的数据如表1所示。
当系统开环时，随着被测磁场的增大，系统输出单调增高，可以反映被测磁场的大小。输出的非线性度为4.01％，最大误差为0.867μT，受磁通门探头铁芯的非线性影响很大。闭环后，系统非线性度和误差性能得到明显改善，非线性度为0．012％，最大误差为3nT。
6 结语
本文中描述的基于FPGA的磁通门传感器系统采用闭环结构，提高了系统输出梯度线性度。FPGA内的数字逻辑实现了包括磁通门信号解算在内的多种功能。实验验证了系统功能的正确性。由于数字逻辑的特点，和模拟系统相比，基于FPGA的设计有着优秀的温度稳定性，可移植性，且易于小型化。本文中的设计可直接应用在最终产品中，也可以作为专用集成电路的行为验证，以此为基础继续开发集成电路芯片。
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