微弱信號檢測第三章-閱讀頁
2024-09-04 01:59本頁面
【正文】 對數(shù)表示 輸出動態(tài)范圍 = 20log ??????????(????) 在給定的靈敏度條件下，給出滿刻度輸出的相干輸入信號峰值電平與最小可檢測的相干輸入信號峰值電平之比 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 臨界電平動態(tài)范圍定義 輸入總動態(tài)范圍 =動態(tài)儲備 +輸出動態(tài)范圍 比值：一般用對數(shù)表示（ dB） 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 111 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 112 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 113 固定 交流增益上升 直流增益下降 易過載 OVL下降 動態(tài)儲備減少 減少直流漂移 MDS下降 測量范圍加大 高穩(wěn)定狀態(tài) 適用于高輸入信噪比 鎖定放大器的動態(tài)協(xié)調(diào) 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 114 鎖定放大器的動態(tài)協(xié)調(diào) 固定 交流增益下降 直流增益上升 不易過載 OVL上升 動態(tài)儲備增加 直流漂移變大 MDS增高 減小動態(tài)范圍 高儲備狀態(tài) 適用于高噪聲 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 115 鎖定放大器的動態(tài)協(xié)調(diào) 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 116 寬帶鎖定放大器 （第一類） 限帶鎖定放大器 （第二類） 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 117 信號通道內(nèi)插入濾波器或同步積分器， 可以擴(kuò)大動態(tài)范圍 蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微弱信號檢測 118 動態(tài)范圍與頻率的關(guān)系 頻率軸：信號頻率與參考頻率比值 寬帶鎖定放大器： 不能抑制同頻干擾、噪聲 ?相關(guān)器：交流輸入、直流輸出 鎖定 放大器 交流 電壓表 信號振幅 相位差余弦 總增益 可檢測交流信號 直流信號需調(diào)制成交流信號 鎖定放大器應(yīng)用 ?鎖定放大器的輸入信號：來自傳感器 傳感器參數(shù) ???(或 ???)????????????? 增益 前放 增加動態(tài)儲備 減小動態(tài)儲備 大 小 噪聲匹配 鎖放源阻抗 工作頻率 靈敏度（響應(yīng)度） 輸出阻抗 等效噪聲功率 響應(yīng)時(shí)間 ?前置放大器的工作參數(shù)選擇 最佳源電阻 最佳工作頻率 噪聲匹配 最佳源電阻最佳工作頻率?鎖定放大器：相關(guān)檢測 ——同頻參考信號 ?動態(tài)協(xié)調(diào) 噪聲大 噪聲小 減小 AC增益 增大動態(tài)儲備 增加 AC增益 提高準(zhǔn)確性 ?屏蔽、接地 阻抗微小變化的測量 ——交流電橋 +鎖放 應(yīng)用舉例： 阻抗微小變化的測量 ——交流電橋 +鎖放 正交矢量型鎖定放大器 實(shí)部 虛部 電橋的分布電容、分布電感對檢測結(jié)果有較大影響 阻抗微小變化的測量 ——變壓器橋 （ 20世紀(jì) 70年代之后） Zx為被測阻抗，Zr為同類型的已知參考阻抗，兩者近似相等 電流 /電壓轉(zhuǎn)換模塊，輸入阻抗近似為 0，增益為 K 參考輸入： u 調(diào)節(jié)相位 檢測結(jié)果 優(yōu)質(zhì)低損耗鐵芯 阻抗微小變化的測量 ——運(yùn)放橋 （ 20世紀(jì) 80年代之后） 避免繞制變壓器的麻煩 兩運(yùn)放最好來源于同一塊芯片中的兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)放 測量放大器噪聲系數(shù) 中心頻率可調(diào)的窄帶濾波器 K接 A K接 B E????2 = ??????????2 正弦輸出 調(diào)整 f0、 Rs 總輸出 噪聲因數(shù)等值圖 微分電導(dǎo)測量 某些待檢測信號近似于直流量 直流放大器零點(diǎn)漂移 直流背景噪聲 直流放大器 難以完成檢測 轉(zhuǎn)換為交流量 鎖定放大器 斬波調(diào)制 克服零點(diǎn)漂移 消除直流背景 避開 1/f噪聲 斬波頻率：遠(yuǎn)高于信號最高頻率 信號的斬波調(diào)制： 光學(xué)斬波調(diào)制器：斬光盤 信號的斬波調(diào)制： 信號的斬波調(diào)制： 典型的鎖定放大器光譜測量系統(tǒng) 信號的斬波調(diào)制： 源補(bǔ)償測試系統(tǒng) LIA調(diào)制檢測法： 雙探測器雙光束檢測系統(tǒng) LIA調(diào)制檢測法： 雙頻雙光束檢測系統(tǒng) LIA調(diào)制檢測法：
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