2012TI电子设计大赛——微弱信号检测装置(A题).doc要点.pdf

微弱信号检测装置 四川理工学院 刘鹏飞、梁天德、曾学明 摘要： 本设计以 TI 的 Launch Pad为核心板，采用锁相放大技术设计并制作了一套 微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率微弱正弦波信号的幅度 值，并在液晶屏上数字显示出所测信号相应的幅度值。 实验结果显示其抗干扰能 力强，测量精度高。 关键词： 强噪声； 微弱信号；锁相放大； Launch Pad I Abstract: This design is based on the Launch Pad of TI core board, using a lock-in amplifier technique designed and produced a weak signal detection device, to measure the known frequency sine wave signal amplitude values of the weak in the high noise background, and shows the measured signal amplitude of the corresponding value in the liquid crystal screen. Test results showed that it has high accuracy and strong anti-jamming capability. Keywords: weak signal detection; lock-in-amplifier; Launch Pad II 目录 摘要： I Abstract: II 1、引言 1 2、方案论证 1 3、理论分析与计算 3 4 、总体方案设计 3 5、硬件设计 4 5.1 信号产生电路 4 5.2 前置放大电路 5 5.3 带通滤波电路 6 5.4 移相网络 6 5.5 锁相放大电路 7 5.6 低通滤波电路 8 5.7 LaunchPad电路连接 8 6、软件设计 9 7、系统测试与结果分析 10 7.1 测试仪器 10 7.2 测试方案 10 7.3 测试结果 10 7.4 结果分析 12 8、总结 12 附录 A 硬件实物图 12 附录 B 软件代码 12 参考文献 22 III 1、引言 随着现 代科学技术的发展， 在科研与生产过程中人们越来越需要从复杂高强 度的噪声中检测 出有用的微弱信号，因此对微弱信号的检测成为当前科研的热 点。微弱信号并不意味着信号幅度小，而是指被噪声淹没的信号， “微弱”也仅 是相对于噪声而言的。 只有在有效抑制噪声的条件下 有选择的 放大微弱信号的幅 度，才能提取出有用信号。微弱信号检测 技术 的应用相当广泛，在生物医学、光 学、电学、材料科学等相关领域显得愈发重要。 2、方案论证 针对微弱信号的检测的方法有很多，比如滤波法、取样积分器、锁相放大器 等。下面就针对这几种方法做一简要说明。 方案一：滤波法。 在大部分的检测仪器中都要用到滤波方法对模拟信号进行一定的处理， 例如 隔离直流