鎖相放大器設計

1、C題：鎖定放大器的設計摘要：本設計對于檢測微弱信號的鎖存放大器進行論述，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部分。其中，交流放大器以INA128為主要構成部件，實現(xiàn)交流信號的放大從而作為帶通濾波器的輸入；帶通濾波器用UAF42構成，實現(xiàn)對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，顯示出被測信號的幅度及有效值。另外，在相敏檢波器部分的方波驅動信號由參考信道的參考信號經(jīng)觸發(fā)整形、移相、比較而來。同時，為了更好的檢測出鎖定放大器的性能，在信號的輸入端增加加法器電路，實現(xiàn)被測信號與干擾信號的1:1疊加，當干擾信號的頻率為1050Hz—2100Hz時，輸出端的測量誤差小于10%。鎖定放大器在實際應用中用途廣泛，尤其對于微弱信號檢測方向站著主導地位，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。關鍵詞：帶通濾波器；相敏檢波器；顯示；方波驅動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總體方案論述對于幅度較小的直流信號或滿編信號，為了防止1f噪聲和直流放大的直流漂移（例如運算放大器輸入失調電壓的溫度漂移）的不利影響，一般都使用調制器或斬波器將其變換成交流信號后，在進行放大和處理，用帶通濾波器抑制寬帶噪聲，提高信噪比，之后再進行解調和低通濾波，以得到放大了的被測信號。對于微弱的直流和慢變信號，調制后的正

4、弦信號也必然微弱。要達到足夠的信噪比，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，這在實際上往往很難實現(xiàn)。而且Q值太高的帶通濾波器往往不穩(wěn)定，溫度、電源電壓的波動均會是濾波器的中心頻率發(fā)生變化，從而導致其通頻帶不能覆蓋信號頻率，使得測量系統(tǒng)無法穩(wěn)定可靠地進行測量。在這種情況下，利用鎖定放大器可以很好地解決上述問題。本設計為制作一個用來檢測微弱信號的鎖定放大器。首先，交流放大器部分采用INA128作為主要部件，將信號放大后

5、輸入帶通濾波器，帶通濾波器由UAF42構成，可以實現(xiàn)950Hz到1050Hz頻帶范圍的濾波過程，其誤差小于10%；然后，帶通濾波后的信號和同頻同相的方波參考信號送入乘法器，乘法器采用MPY634；再者，乘法器輸出的信號送入低通濾波器，再經(jīng)直流放大器放大后，由顯示電路顯示出被測信號的幅度有效值。另外，在相敏檢波器部分的方波驅動信號由參考信道的參考信號經(jīng)觸發(fā)整形、移相、比較而來。同時，為了更好的檢測出鎖定放大器的性能，在信號的輸入端增加加法

6、器電路，實現(xiàn)被測信號與干擾信號的1:1疊加，當干擾信號的頻率為1050Hz—2100Hz時，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、移相器及方波驅動等模塊構成。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)整形移相器方波驅動參考參考輸出輸出r(t)信號信號x(t)信號通道信號通道參考通道參考通道S(t)顯