2014年TI杯锁定放大器制作论文.doc

2014年TI杯竞赛陕西赛区 设计报告封面 （座机电话号码 ） 参赛队编号 （参赛学校填写） 学校编号 组（队）编号 选题编号 摘要 随着科学技术的发展，微弱信号检测技术应运而生。微弱信号检测技术是利用电子学、信息论和物理学的方法，研究被测信号的特点与相关性，分析噪声产生的原理和规律，检测被噪声背景淹没的微弱信号的一门新兴的科学技术，锁定放大器作为检测微弱信号的常用仪器，已被广泛应用于工业生产、科学研究、医疗设备等众多领域中。锁定放大器的设计由信号通道、、I Abstract...................................................................................................II 第一章 绪论..............................................1 1.1 锁相放大器的发展...............................................1 1.2微弱信号检测锁定放大器..........................................1 1.3锁定放大器设计内容..............................................2 第二章 系统方案设计...................................... 2.1 总体方案设计................................................... 2.1.1总体设计思路............................................... 2.1.2总体设计框图............................................... 2.1.3各模块电路设计............................................. 2.2理论分析与计算.................................................. 2.2.1交流放大与带通滤波模块..................................... 2.1.2移相器模块................................................. 2.1.3相敏检波模块............................................... 第三章 软件设计部分..................................... 第四章 系统调试与测试................................... 4.1数据记录........................................................ 4.2误差分析 第五章 参考文献 第一章 绪论 1.1 锁相放大器的发展 自从1962 年美国EG G PARC SIGNAL RECOVERY 公司的前身 的第一台锁相放大器 Lock-in Amplifier，简称LIA 问世以来，在微弱信号检测方面显示出优秀的性能，在科学研究的各个领域得到了广泛的应用，推动了物理、化学、生物、医学、地震、海洋等行业的发展。目前，微弱信号检测技术和仪器的不断进步已经在很多科学和技术领域中得到广泛的应用，未来科学研究不仅对微弱信号检测技术提出更高的要求，同时新的科学技术发展反过来促进了微弱信号检测新原理和新方法的诞生。 早期的LIA 是由模拟电路实现的，随着数字技术的发展，出现了模拟与数字混合的LIA，这种LIA 只是在信号输入通道，参考信号通道和输出通道采用了数字滤波器来抑制噪声，或者在模拟锁相放大器（简称ALIA）的基础上多了一些模数转换（ADC）、数模转换（DAC）和各种通用数字接口功能，可以实现由计机控制、监视和显示等辅助功能，但其核心相敏检波器 PSD 或解调器仍是采用模拟电子技术实现的，本质上也是ALIA。直到相敏检波器或解调器用数字信号处理的方式实现后，就出现了数字锁相放大器（简称DLIA），DLIA 比ALIA 有许多突出的优点而倍受青睐，成为现在微弱信号检测研究的热点，但是大器的操作比较复杂，从而使其应用受到了限制。目前，具有自动扫频DDS 的锁相放大器从很大程度上改变了这一状况。 1.2微弱信号检测锁定放大器 对于幅度较小的直流信号或慢变信号，为了防止1/f 噪声和直流放大的直流 漂移（例如运算放大器输入失调电压的温度漂移）的不利影响，一般用调制器或 斩波器将其变换成交流信号后，再进行放大和处理，用带通