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《基于動態(tài)采樣的鎖相放大微弱信號檢測.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第26卷第9期傳感技術(shù)學(xué)報V0l_26No．9CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSep．20132013年9月WeakSignalDetectionMethodBasedonLock-InAmplifierNIEYaqin，XUXuemei，LIBengrong，rANGBingchu(CentreSouthUniversity，AcademyofPhysicsandElectronics，Changsha410083，China)Abstract：Adigitallock—inamplif
2、ierisdesignedbasedoncorrelationdetectionprinciple，itfocusedontherelationbetweensamplefrequencyandcorrelationoperationresult．ItiSfindthatthereexistsinherenterrorincorrelationoperationwhenreferencesignalissquarewaveandthesignalfrequencyhasarelationshipwithsamplefreque
3、ncy．Toreducetheerror，itintroducedadynamicsampletodesigndigitallock—inamplifieratthefirsttime，theresultshowedthatthemorethenumberofsamplefrequencies，thelessthesingularityerror．SimulationandtesttothedesigneddetectingsystemweregotbasedonLabVIEWsoftware，theresultshowedt
4、hatthedigitallock-inamplifiercandetectthesignalwhichfrequencyisunder500kHzeffectivelywhensignalamplitudeis5V，standarddeviationofthenoiseislessthan50(SNR=一34．04dB)，andthepropo~ionalerorbetweensystemtestresultandtheoreticalvaluearemainlyunder2％．Keywords：weaksignal；amp
5、lifier；samplefrequency；correlationoperationEEACC：1220；6140doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．09．013基于動態(tài)采樣的鎖相放大微弱信號檢測水聶婭琴，許雪梅，李奔榮，楊兵初(中南大學(xué)物理與電子學(xué)院，長沙410083)摘要：基于相關(guān)檢測原理設(shè)計了一種數(shù)字鎖相放大器，重點研究了采樣頻率與相關(guān)運算結(jié)果的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)參考信號為方波而采樣頻率與信號頻率成一定關(guān)系時，系統(tǒng)相關(guān)運算存在固有誤差。為減少該誤差，首次將動態(tài)采樣法引人數(shù)字鎖相放大器設(shè)計中，運算
6、發(fā)現(xiàn)動態(tài)采樣的采樣頻率數(shù)越多，奇點產(chǎn)生的誤差越少。基于LabVIEW軟件對所設(shè)計的檢測系統(tǒng)進行了仿真測試，測試結(jié)果表明該數(shù)字鎖定放大器在信號幅度為5V、噪聲標(biāo)準(zhǔn)差小于等于50時(SNR=一34．04dB)，能有效地檢測出頻率為500kHz以下的信號，系統(tǒng)檢測結(jié)果與理論計算值的相對誤差基本不超過2％。關(guān)鍵詞：微弱信號；鎖相放大器；采樣率；相關(guān)運算中圖分類號：TN722．5；TN713+．1文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1004-1699(2013)09-1243-05微弱信號檢測技術(shù)是現(xiàn)代測控的研究重點¨，影響。一般而言，數(shù)字鎖相放大
7、器對信號的采樣頻而鎖相放大技術(shù)是檢測微弱信號應(yīng)用最為廣泛、檢率為一固定值，當(dāng)采樣頻率與信號頻率滿足一定關(guān)測精度較高的眾多技術(shù)之一~2-3]。早期的鎖相放大系時信號采樣后通過相關(guān)器的結(jié)果將比理論值小。器實現(xiàn)都是基于模擬電路設(shè)計的，在測量精度、測量為此，筆者設(shè)計出一種基于動態(tài)采樣的數(shù)字鎖相放穩(wěn)定性等方面有很大限制[4-6]。而相比于傳統(tǒng)的模大器，采用多個采樣頻率進行采樣，測試結(jié)果顯示相擬鎖相放大器，數(shù)字鎖相放大器具有信噪比高，動態(tài)關(guān)運算結(jié)果誤差大大降低，在結(jié)果最差的頻率下相范圍大、不受運放溫漂和偏置影響等許多優(yōu)點而成關(guān)運算結(jié)果也達
8、到了99．5％以上的精度。為鎖相放大器發(fā)展的新趨勢7-9]。數(shù)字鎖相放大器1鎖定放大器工作原理中采樣頻率的設(shè)定對檢測結(jié)果精度有著重大影響，國內(nèi)學(xué)者對其也進行了一些相關(guān)研究’ⅢJ。相關(guān)檢測是應(yīng)用信號周期性和噪聲隨機性的特數(shù)字鎖相放大器采用方波參考信號時，待測信點，通過自相關(guān)或互
