提取微弱小信号的锁相放大器试制

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1、提取微弱小信号的锁相放大器试制作者：蒋鹏单位：首都师范大学物理系THz实验室工作岗位：10级研究生联系电话：15201135160Email：friend_bird@163.com第一节选题意义由于实验室锁相放大器体积太大无法集成在TDS系统之中，遂欲自行设计一款体积小巧，满足实验室性能的锁相放大器。第二节锁相放大器原理：锁相放大器相当于高Q值带通滤波器，采用一种特殊的方法，利用低通滤波器代替带通滤波器，使“实际的”带通滤波器的Q值提高到107左右，而且实现了一种特殊的带通滤波器，能够自动地将中心频率跟踪和保持在测量频率上。其广泛的用于微弱小信号检测领

2、域。图1互相关检测原理图xi(t)与ni(t)相互独立，则互不相关，因而为零。频率相同的信号相关度高，噪声的相关性趋于0。这是互相关检测的原理。图2开关型相敏检测器(构成框图)AD630内部即有此部分第三节方案设计为实现低成本小体积的模拟式锁相放大器，来采集太赫兹时域光谱仪中的差分探头产生的THz信号。通过核心器件AD630（平衡调制解调器）做锁相放大，以提取被噪声淹没的微弱THz信号，要求其动态范围宽，达到100db以上，能检测100pA以上的信号。最终采集的信噪比需满足60db以上。电路的设计上均考虑低噪声因素。其实施方案如下：图3功能框图上位机软

3、件采用LabVIEW进行编写与处理数据。锁相放大的原理可以用LabVIEW进行仿真，其上位机软件可以用LabVIEW进行编写。如下图为LabVIEW仿真原理图4LabVIEW仿真原理图目前由于时间有限，锁相放大那一块的电路原理图和PCB还没画，前段时间做了MSP430单片机的板子用于无线传感上面，往后在此方案，准备将MSP430由ADC采集到的数据通过无线串口发送到PC机（这个已经实现了）图5MSP430数据采集板现在要做的方案，器件选型已定好，下一步，画原理图，制作PCB，调试电路，调试程序，测试系统，完成制作，总结归纳技术文档。本方案，需ADI公司

4、产核心芯片AD630、AD620、AD7190三款放大器。预计一个星期作响将原理图和PCB定下来。一个星期左右用来调试和编写程序。10天左右用来调试系统，并测试。第四节应用本设计可能用在太赫兹时域光谱仪上进行锁相探测，主要看这次做的效果。这个方案，经过一段时间的考虑，前端为模拟式锁相放大器。因为信号被噪声淹没，用锁相放大器检测效果比较好。致谢感谢评审团不辞辛劳评审方案！谢谢！