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文檔簡介
1、C題:鎖定放大器的設(shè)計(jì)摘要:本設(shè)計(jì)對(duì)于檢測微弱信號(hào)的鎖存放大器進(jìn)行論述,鎖定放大器主要包括交流放大器、帶通濾波器、相敏檢波器、低通濾波器、直流放大器及液晶顯示等幾個(gè)部分。其中,交流放大器以INA128為主要構(gòu)成部件,實(shí)現(xiàn)交流信號(hào)的放大從而作為帶通濾波器的輸入;帶通濾波器用UAF42構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)對(duì)900Hz到1100Hz頻帶范圍的濾波過程,其誤差小于20%;相敏檢波器的主要部件采用乘法器MPY634,得到的信號(hào)在輸入低通濾波器經(jīng)直流放大器放
2、大后輸入顯示電路,顯示出被測信號(hào)的幅度及有效值。另外,在相敏檢波器部分的方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)由參考信道的參考信號(hào)經(jīng)觸發(fā)整形、移相、比較而來。同時(shí),為了更好的檢測出鎖定放大器的性能,在信號(hào)的輸入端增加加法器電路,實(shí)現(xiàn)被測信號(hào)與干擾信號(hào)的1:1疊加,當(dāng)干擾信號(hào)的頻率為1050Hz—2100Hz時(shí),輸出端的測量誤差小于10%。鎖定放大器在實(shí)際應(yīng)用中用途廣泛,尤其對(duì)于微弱信號(hào)檢測方向站著主導(dǎo)地位,隨著科技的發(fā)展已漸漸的融入人類的生活之中,擁有很好的發(fā)展
3、前景。關(guān)鍵詞:帶通濾波器;相敏檢波器;顯示;方波驅(qū)動(dòng)2選擇方案二,用液晶顯示所需的數(shù)據(jù),顯示的信息量大而且方便。1.2總體方案論述對(duì)于幅度較小的直流信號(hào)或滿編信號(hào),為了防止1f噪聲和直流放大的直流漂移(例如運(yùn)算放大器輸入失調(diào)電壓的溫度漂移)的不利影響,一般都使用調(diào)制器或斬波器將其變換成交流信號(hào)后,在進(jìn)行放大和處理,用帶通濾波器抑制寬帶噪聲,提高信噪比,之后再進(jìn)行解調(diào)和低通濾波,以得到放大了的被測信號(hào)。對(duì)于微弱的直流和慢變信號(hào),調(diào)制后的正
4、弦信號(hào)也必然微弱。要達(dá)到足夠的信噪比,用于提高信噪比的帶通濾波器的帶寬必須非常窄,Q值必須非常高,這在實(shí)際上往往很難實(shí)現(xiàn)。而且Q值太高的帶通濾波器往往不穩(wěn)定,溫度、電源電壓的波動(dòng)均會(huì)是濾波器的中心頻率發(fā)生變化,從而導(dǎo)致其通頻帶不能覆蓋信號(hào)頻率,使得測量系統(tǒng)無法穩(wěn)定可靠地進(jìn)行測量。在這種情況下,利用鎖定放大器可以很好地解決上述問題。本設(shè)計(jì)為制作一個(gè)用來檢測微弱信號(hào)的鎖定放大器。首先,交流放大器部分采用INA128作為主要部件,將信號(hào)放大后
5、輸入帶通濾波器,帶通濾波器由UAF42構(gòu)成,可以實(shí)現(xiàn)950Hz到1050Hz頻帶范圍的濾波過程,其誤差小于10%;然后,帶通濾波后的信號(hào)和同頻同相的方波參考信號(hào)送入乘法器,乘法器采用MPY634;再者,乘法器輸出的信號(hào)送入低通濾波器,再經(jīng)直流放大器放大后,由顯示電路顯示出被測信號(hào)的幅度有效值。另外,在相敏檢波器部分的方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)由參考信道的參考信號(hào)經(jīng)觸發(fā)整形、移相、比較而來。同時(shí),為了更好的檢測出鎖定放大器的性能,在信號(hào)的輸入端增加加法
6、器電路,實(shí)現(xiàn)被測信號(hào)與干擾信號(hào)的1:1疊加,當(dāng)干擾信號(hào)的頻率為1050Hz—2100Hz時(shí),輸出端的測量誤差小于10%。1.3鎖定放大器的流程框圖鎖定放大器的流程框圖如圖1.1所示,主要由交流放大器、帶通濾波器、相敏檢波器、低通濾波器、直流放大器、觸發(fā)整形、移相器及方波驅(qū)動(dòng)等模塊構(gòu)成。交流放大器相敏檢波器直流放大器低通濾波器帶通濾波器觸發(fā)整形移相器方波驅(qū)動(dòng)參考參考輸出輸出r(t)信號(hào)信號(hào)x(t)信號(hào)通道信號(hào)通道參考通道參考通道S(t)顯
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