提取微弱小信號(hào)的鎖相放大器試制

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1、提取微弱小信號(hào)的鎖相放大器試制作者：蔣鵬單位：首都師范大學(xué)物理系THz實(shí)驗(yàn)室工作崗位：10級(jí)研究生聯(lián)系電話：15201135160Email：friend_bird@163.com第一節(jié)選題意義由于實(shí)驗(yàn)室鎖相放大器體積太大無(wú)法集成在TDS系統(tǒng)之中，遂欲自行設(shè)計(jì)一款體積小巧，滿足實(shí)驗(yàn)室性能的鎖相放大器。第二節(jié)鎖相放大器原理：鎖相放大器相當(dāng)于高Q值帶通濾波器，采用一種特殊的方法，利用低通濾波器代替帶通濾波器，使“實(shí)際的”帶通濾波器的Q值提高到107左右，而且實(shí)現(xiàn)了一種特殊的帶通濾波器，能夠自動(dòng)地將中心頻率跟蹤和保持在測(cè)量頻率上。其廣泛的用于微弱小信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)

2、域。圖1互相關(guān)檢測(cè)原理圖xi(t)與ni(t)相互獨(dú)立，則互不相關(guān)，因而為零。頻率相同的信號(hào)相關(guān)度高，噪聲的相關(guān)性趨于0。這是互相關(guān)檢測(cè)的原理。圖2開(kāi)關(guān)型相敏檢測(cè)器(構(gòu)成框圖)AD630內(nèi)部即有此部分第三節(jié)方案設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)低成本小體積的模擬式鎖相放大器，來(lái)采集太赫茲時(shí)域光譜儀中的差分探頭產(chǎn)生的THz信號(hào)。通過(guò)核心器件AD630（平衡調(diào)制解調(diào)器）做鎖相放大，以提取被噪聲淹沒(méi)的微弱THz信號(hào)，要求其動(dòng)態(tài)范圍寬，達(dá)到100db以上，能檢測(cè)100pA以上的信號(hào)。最終采集的信噪比需滿足60db以上。電路的設(shè)計(jì)上均考慮低噪聲因素。其實(shí)施方案如下：圖3功能框圖上位機(jī)軟

3、件采用LabVIEW進(jìn)行編寫(xiě)與處理數(shù)據(jù)。鎖相放大的原理可以用LabVIEW進(jìn)行仿真，其上位機(jī)軟件可以用LabVIEW進(jìn)行編寫(xiě)。如下圖為L(zhǎng)abVIEW仿真原理圖4LabVIEW仿真原理圖目前由于時(shí)間有限，鎖相放大那一塊的電路原理圖和PCB還沒(méi)畫(huà)，前段時(shí)間做了MSP430單片機(jī)的板子用于無(wú)線傳感上面，往后在此方案，準(zhǔn)備將MSP430由ADC采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線串口發(fā)送到PC機(jī)（這個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了）圖5MSP430數(shù)據(jù)采集板現(xiàn)在要做的方案，器件選型已定好，下一步，畫(huà)原理圖，制作PCB，調(diào)試電路，調(diào)試程序，測(cè)試系統(tǒng)，完成制作，總結(jié)歸納技術(shù)文檔。本方案，需ADI公司

4、產(chǎn)核心芯片AD630、AD620、AD7190三款放大器。預(yù)計(jì)一個(gè)星期作響將原理圖和PCB定下來(lái)。一個(gè)星期左右用來(lái)調(diào)試和編寫(xiě)程序。10天左右用來(lái)調(diào)試系統(tǒng)，并測(cè)試。第四節(jié)應(yīng)用本設(shè)計(jì)可能用在太赫茲時(shí)域光譜儀上進(jìn)行鎖相探測(cè)，主要看這次做的效果。這個(gè)方案，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的考慮，前端為模擬式鎖相放大器。因?yàn)樾盘?hào)被噪聲淹沒(méi)，用鎖相放大器檢測(cè)效果比較好。致謝感謝評(píng)審團(tuán)不辭辛勞評(píng)審方案！謝謝！