锁相放大电路的设计.docVIP

电信学院毕业设计任务书 题目 锁相放大电路的设计 学生姓名 班级 学号 题目类型 工程设计，自拟 指导教师 系主任 一、毕业设计的技术背景和设计依据： 本设计是作为电子信息科学与技术专业本科学生毕业设计题目。近几十年来，在研究宏观和微观世界的过程中，科学家们不断开发能把淹没在噪声中的大量有用信息检测出来的理论和方法，通过不断的系统化，完整化，从而形成了一门新的微弱信号检测的学科分支。锁相放大器的出现使得微弱信号检测步入了一个新的台阶。锁相放大技术在物理、化学、激光、电子、生物医学等方面有着极为广泛的应用。它主要是利用噪声、信号的时间特性不同,设法得到抑制噪声和干扰发现微弱信号的检测方法。 锁相放大电路可以使仪器抑制噪声的性能提高好几个数量级，具有极强的抗噪声性能。它是把待检测的信号中与参考信号同步的信号放大并检测出来。 鉴于现在的锁相放大器体积过大，成本高等因素，可以设计一个基于AD630芯片的锁相放大电路，用来实现一些微弱信号检测，并且可以应用到某些系统当中。二、毕业设计的任务 1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献 2、方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容） 3、硬件和软件设计（其中还包括理论分析、设计计算、实验及数据处理、设备及元器件选择等） 4、撰写设计说明书，绘制图纸 5、指定内容的外文资料翻译 6、其它 三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标 1、毕业设计的主要内容 锁相放大器电路的组成一般分为四部分：信号通道，参考通道，同步积分器和相关器。 (1) 相关器是一种完成被测信号与参考信号互相关函数运算的电子线路。他必须具有动态范围大，漂移小，时间常数可调，线性好，增益稳定和频率范围宽等性能。它包括乘法器和积分器两部分。该部分使用平衡调制解调芯片AD630，可以有效地抑制了噪声和干扰 (2) 信号通道主要由输入变压器，低噪声前置放大器，各种功能的有源滤波器和主放大器组成。其作用是将弱信号放大到足以推动相关器工作的电平，并兼有抑制和滤除部分干扰及噪声的功能从而扩大仪器的动态范围。 (3) 参考通道主要由触发电路，倍频电路，相移电路，方波形成电路及驱动电路组成。它的功能是将触发器输出的脉冲信号倍频，使参考通道输出的方波与所测信号的二次谐波同步。 (4) 同步积分器具备相关器的所有的性质，但是，它与相关器的最大区别就是输出为交流信号，而相关器输出为一直流信号。因而可以把同步积分器作为相关器的前级，进一步提高抗干扰能力和抑制白噪声的能力，并得到一定的交流增益。 2、设计实现的主要功能 由于被检测的信号很微弱，而噪声和干扰却很强，所以被检测的信号应进行放大和滤波处理，以滤除通带以外的噪声和干扰。参考信号的作用是提供一个与输入信号同频的方波或正弦波。相敏检波的作用是对输入信号和参考信号进行乘法运算，从而得到输入信号与参考信号的和频与差频信号。后续的低通滤波的作用是滤除和频分量，这时的等效噪声带宽很窄，极强地抑制了输入噪声。 输入信号经过相敏检波和低通滤波后，将交流信号转变为直流信号，直流信号经直流放大器放大后，即可满足系统的增益要求。 完成以上三部分电路的设计并做出电路板，检测该电路能否实现在系统中进行微弱信号检测的功能。完成该电路设计。 3、主要技术指标 信号相关器的具体功能参数如下： 测量信号幅值范围：2mVpp～5Vpp，量化误差lmv 测量信号频率范围：100Hz～300KHz，数据采样率lMSPS 测量信号的相位精度：O.1度 积分时间范围：1us～32s 四、毕业设计提交的成果 设计说明书（不少于80页，约3万字左右） 图纸（选1#图纸，原则上不少于两张） 4、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词） 5、论文简介（按05春教务处要求） 6、外文资料翻译（约5000汉字） 五、毕业设计的主要参考文献和技术资料 [1] 高晋占编著，微弱信号检测，清华人学出版社[M].2004：5-27 [2] 潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社，2005 [3] 于丽霞、王福明编著，微弱信号检测综述[J]，信息技术，2007：115-116 [4] 王武江，陈树凯.常用集成电路速查手册.北京:冶金工业出版社,2004 [5] 刘昌生，张耀进，宣宗强，于建国.新型集成电路简明手册及典型应用（上册）. 西安：西安电子科技大学出版社，2005 [6] 马忠梅.单片机的C语言