文档介绍：A6 :潘美方、于溪、石汶奇
锁定放大器的设计(C题)
摘要
本系统是基于锁定放大器的微弱信号检测装置,用来检测在强噪声的影响下微弱正弦波的幅值。本系统由纯电阻分压网络、加法器、交流放大器、带通滤波器、滞回比较器、相敏检波器、低通滤波器和直流放大电路组成。本系统是以相敏检波器为核心,参考信号经过移相后,通过滞回比较器触发整形产生方波。移相电路用于调整方波与正弦波相位一致性,开关乘法器CD4053在方波的驱动下对正弦波进行全波整流,最后通过低通滤波器和直流放大器检测出微弱信号,并通过MCU采样,在液晶屏上显示微弱信号的幅度。经最终的测试,系统能较好的完成微弱信号的检测。
Abstract
This system is a device for weak signal detection based on Lock-in amplifier,which can be used to detect the weak amplitude sine wave under the influence of strong system consists of a purely resistive work,adders,AC amplifier,a bandpass filter,parator,phrase sensitive detector,a low-pass filter and a DC amplifier phrase shifter is for adjusting the phase of the square wave and sine wave consistency,with switch multiplier CD4053 driving under the square wave full-wave rectified sine , after go through the low-pass filter and a DC amplifier,we detect the weak signal with sampling by MCU, and display the amplitude of the weak signal on the LCD the final test, the system plete the detection of weak signals well.
1 系统方案
方案比较与选择
触发整形电路
方案一:采用单限比较器。电路简单,但是当输入电压在阈值电压附近的任何微小变化都会引起输出电压的跃变,抗干扰能力差,因此不选用此方案。
方案二:采用滞回比较器。它具有滞回特性,有惯性,电路有很高的抗干扰能力,且较稳定,因此选用方案二。
移相电路
方案一:采用MSP430单片机进行移相。利用捕获矩形波信号的上升沿,检测矩形波的周期,并把矩形波转变为方波,通过定时器延时输出高低电平的起始时间,按键选择延时大小,根据延时便可计算出相移的大小,此方案准确度高,但易受环境噪声的影响,且软件工作量大,因此不选用此方案。
方案二:采用低通滤波电路作为移相电路,利用RC电