演示课件微弱信号检测.ppt

  1. 1、本文档共113页,可阅读全部内容。
  2. 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
注意: 在实际应用同步累积法的时候,必须注意满足三个条件: (1) 信号应重复(周期) (2) 有适当的累积器(积分电路的时间常量) (3) 能做到同相累积 要保证做到同相累积则要根据不同的被检测信号波形,确定不同的参考信号。 精选文档 * 3. 特性分析 (类似于相关器的特性) 时间常数T=2RC 注意:相关器输出为直流,而同步积分器输出为交流! 参考信号VR是对称周期矩形方波 精选文档 * 1)当输入信号为与参考信号同频的正弦波时, 且2RC1,t2RC时,则稳压解为: 输出方波幅值Vm正比于信号幅值和信号与参考信号之间的相位差余弦。 如采用如图所示的运放,则: 精选文档 * 互相关检测特点 比自相关输出的噪声有关项要少2项,故互相关检测比自相关检测抑制噪声的能力强,并有一定的互相关增益。故抑制噪声的能力优于自相关。 互相关检测要求用与被测信号同频率的参考信号y(t),当被测信号Si(t)未知时,要取得与Si(t)同频率的信号在某些情况下是困难的。要做大量试验工作,才能确定,这时一般不采用互相关检测。 精选文档 * 4.3.3 锁定放大器 (LIA,Lock-in Amplifier) 精选文档 * 一.引言 锁定放大器是根据互相关检测原理使输入待测的周期信号与参考信号实现互相关来抑制噪声、检测微弱信号。对信号有极高的放大倍数(有辅助前放时可达200dB)满刻度灵敏度达μV、nV甚至pV,干扰噪声比信号幅度值高达上千倍仍可正常检测。 精选文档 * 二.典型锁定放大器的原理框图 典型的锁定放大器主要由三大部分组成: 信号通道、参考通道、相关器 ∫ 精选文档 * 1.信号通道 从探测器输出的信号或源发出的信号经过被测物体后十分微弱,其信噪比甚至低于1/103。信号 首先经过低噪声前置放大器进行放大; 然后再通过各类滤波器和陷波器(如同步积分器或旋转电容滤波器)将信号进行初步的预处理,将带外噪声和干扰尽量排除; 然后再作进一步的放大,以便送到相关器进行检测。 精选文档 * 2. 参考通道 参考通道信号和被检测信号频率相同,这是进行锁定放大的一个必要条件。若被检测信号的频率不稳定,频率改变或漂移了,参考信号的频率也必须跟着改变,总是保持着两种信号的频率相等。因此锁定放大器所进行的工作又称为频域相干检测。 参考信号送入参考通道后,首先进入触发电路,产生和被检信号同频的方波,再经过移相电路进行移相,然后经过驱动电路功率放大后,再送达相关器去控制相关器的乘法器。 不相同可以吗? 精选文档 * 3.相关器(PSD) 相关器是锁定放大器的核心部件,锁定放大器之所以有很强的抑噪能力,主要是靠相关器消除噪声和干扰。相关器又称之为相敏检波器(PSD-Phase Sensitive Detector)或相关解调器,主要是由一个乘法器(经常使用的是开关乘法器)和一个积分器组成。 精选文档 * 典型的相敏检波电路及波形: 输入输出波形: V01为未接C1、C2的输出; V02为接C1、C2的输出 相敏检波器电路 开关电路 积分电路 精选文档 * 电路分析: 信号Vs和参考信号VR同频同相, 正半周时:VR使G3、G2导通,G1、G4截止,信号Vs通过G3、R3加到运放同相输入端,输出为正; 负半周时:VR使G1、G4导通,而G2、G3截止,信号通过G-1、R1加到运放的反相输入端,输出仍然是正。 若不接电容C1、C2,则输出信号波形不平滑,此时为脉冲输出; 接上电容C1、C2,则输出信号经积分后波形平滑,且输出为与输入幅度成正比的直流信号。 精选文档 * 开关式 乘法器 VB VA V1 R1 C0 V0 - + R0 i1 i2 i3 相关器的原理图 三. 相关器性能分析 精选文档 * 设参考信号VB是如图所示的对称周期矩形方波: VR 0 T t 参考信号VB波形 精选文档 * 那么乘法器的输出(积分器的输入电压) : (1)输入信号为正弦波 精选文档 * 开关式 乘法器 VB VA V1 R1 C0 V0 - + R0 i1 i2 i3 相关器的原理图 若积分器的输出电压为V0,则V1、 V0满足微分方程: 精选文档 * 将V1的表达式代入上式,进行积分, 即可求出V0: 式中 : 精选文档 * 输入信号与参考信号的基波频率相等时 为积分器的时间常数。 且 包含待测信号的幅度VAm; R0/R1是近似积分器(或低通滤波器)的直流放大倍数(或直流增益); V0与输入信号与参考信号之间相位差Φ的余弦成正比:Φ=0,V0最大; Φ=π/2,V0

文档评论(0)

liuxiaoyu99 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档