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微弱信號(hào)檢測(cè)第三章(存儲(chǔ)版)

2025-09-15 01:59上一頁面

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【正文】 可測(cè)量輸入信號(hào)幅度和相位(需要定標(biāo)移相器) 同步積分器 同步積分器 能抑制偶次諧波 正半周對(duì)電容器充電的電荷等于在負(fù)半周釋放的電荷,相互抵消 同步積分器 ?輸出幅 度正比于該諧波輸入振幅的 1/(2n+1)、相位差的余弦、同步積分器的放大倍數(shù) 同步積分器 同步積分器 各奇次諧波附近是帶通濾波器,帶寬由 RC決定。 輸出最大 輸出負(fù)最大 輸出為 0 相敏檢波 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 16 和頻項(xiàng),用低通濾波器濾除 相乘: 差頻項(xiàng) 兩信號(hào)同頻: 直流輸出 正比于相位差的余弦值 ——相敏 兩正弦波輸入: 相敏檢波 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 17 信號(hào)頻率 噪聲頻率 與參考信號(hào)的相差 信號(hào)中有噪聲: 相敏檢波 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 18 通過相敏檢波器后輸出: 只有體現(xiàn)相差的直流輸出 直流 加低通濾波器 相敏檢波 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 19 方波做參考信號(hào): 參考信號(hào): 1V方波 方波的基波頻率 ——傅氏級(jí)數(shù)展開: 相敏檢波 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 20 包含參考信號(hào)所有奇次諧波所產(chǎn)生的相敏直流輸出: PSD諧波響應(yīng) 輸出: 相敏檢波 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 21 正半周 負(fù)半周 鎖定放大器 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 22 鎖定放大器 被測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)嚴(yán)格同步 放大倍數(shù)很高 交流輸入,直流輸出 信號(hào)通道 相關(guān)器 參考通道 噪聲帶寬極窄 信噪改善比很高 鎖定放大器 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 23 相關(guān)器 大幅度壓縮等效噪聲帶寬 需要的 特性 動(dòng)態(tài)范圍大 漂移小 時(shí)間常數(shù)可調(diào) 線性好 增益穩(wěn)定 頻率范圍寬 方波 直流:斬波為交流方波 正弦 互相關(guān) 運(yùn)算電路 乘法器 積分器 開關(guān)乘法器 線性好 動(dòng)態(tài)范圍大 電路簡單 運(yùn)算放大器構(gòu)成的近似積分器 鎖定放大器 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 24 信號(hào)通道 相關(guān)器之前 輸入 變壓器 低噪聲前置放大器 主放大器 增益開關(guān) 放大倍數(shù)、共模抑制、動(dòng)態(tài)范圍等 提高信噪比 增大動(dòng)態(tài)范圍 前級(jí)放大倍數(shù)不夠時(shí)用 不能放在輸入級(jí) 組成 低噪聲 高增益 最佳源電阻 /噪聲匹配 不同傳感器 有源 濾波器 鎖定放大器 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號(hào)檢測(cè) 25 參考通道 觸發(fā)電路 倍頻電路 相移電路 方波形成電路 驅(qū)動(dòng)電路 觸發(fā)電平寬 工作頻率寬 使輸出方波與被測(cè)信號(hào)的二次諧波同步 改變輸出方波相位 0100176。RC越大,通帶越窄,積分時(shí)間越長 同步積分器 同步積分器是隨參考信號(hào)頻率而變化的方波匹配濾波器,積分長度越長,帶寬越窄,抑制噪聲能力越強(qiáng) 同步積分器 ?輸出方波幅度正比于輸入方波幅度,且是相位差的線性函數(shù) ?方波鑒相器 同步積分器 同步積分器 同步積分器 調(diào)幅 方波 同步積分器 與參考信號(hào)相關(guān)的正弦、方波 其他 干擾信號(hào) 白噪聲 全部通過 被濾除 物理過程:采用同步開關(guān)控制的積分器,同頻信號(hào)同相的分別對(duì)兩電容充電。 或 270176。而噪聲以及其他干擾由于頻率、相位隨機(jī),在電容上的充、放電會(huì)相互抵消 輸入:正弦或方波,輸出:方波 同步積分器 兩者同相 同步積分器 兩者有相位差 同步積分器 輸入信號(hào)為參考信號(hào)偶次諧波 同步積分器 輸入信號(hào)為參考信號(hào)奇次諧波 同步積分器 同步積分器是隨參考信號(hào)頻率而變化的方波匹配濾波器,積分長度越長,帶寬越窄,抑制噪聲能力越強(qiáng) 兩級(jí)串聯(lián),抑制噪聲能力如何? 二
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