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微弱信号检测装置设计

更新时间:2019-12-29 08:53:15 大小:2M 上传用户:xuzhen1查看TA发布的资源 标签:微弱信号检测 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

根据要求,我们设计了基于锁相放大的微弱信号检测装置。该装置能够对强噪声背景下的微弱信号进行有效的测量,拥有低输入信噪比、宽输入带宽、测量较准确等优点。

该装置由模拟信号叠加背景噪声的加法器模块、模拟信号衰减的纯电阻分压网络模块、基于锁相放大的微弱信号检测电路模块、基于MSP430的幅值检测显示模块共同组成。

其中加法器由OPA2134搭建,符合题目要求的输出及带宽:分压网络由纯电阻搭建,简单快捷,性价比较高;设备的核心锁相放大器由OPA2134搭建的前置放大器、前置滤波器、低通滤波器、移相器,OP07与4052组成的开关型相敏检测器,OPA2340搭建的比较器构成,完成了强噪声背景下的小信号相干检测,准确且稳定;幅值检测显示模块利用高性能MSP430单片机内置的高精度AD转换器进行Ж样并经12864显示,美观大方。

从本题要求整体分析可知,设计的微弱信号检测装置的核心在微弱信号检测电路,因此方案的选择与论证重点考虑该部分电路:方案1:带通滤波:滤波器广泛应用于现代信号处理的各个领域,如调制解调、检测处理等等,滤波器包括低通、高通、带通、带阻。其中带通滤波器适合于本题的小信号检测。但是鉴于本题的极低信噪比,故要求滤波器拥有极高的Q值,那是不可能实现的,故放弃此方案。

方案2:集成模拟乘法器:利用锁相放大的原理对强噪声背景下的小信号进行相干检测,能够实现对信号的窄带化处理,能有效的抑制噪声,实现对信号的检测和跟踪。锁相放大器的核心器件是相位敏感期器,利用模拟乘法器如MC1496实现鉴相,调试复杂,价格较高,且动态范围小,线性度较差,故放弃。


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