[发明专利]一种锁相放大器及用于该锁相放大器的信号解调方法

权利要求书

1.一种锁相放大器，其特征在于，该锁相放大器包括依次连接的模拟信号输入端(1)、可编程放大模块(PGA)(2)、A/D转换模块(3)和DSP模块(4)以及与DSP模块(4)连接的操作面板(5)和显示装置(6)；所述可编程放大模块(PGA)(2)用于放大模拟信号，所述A/D转换模块(3)用于将模拟信号转换成数字信号，所述DSP模块(4)用于基于最小二乘法确定混合模拟信号中选定频率的正弦模拟信号的幅度和初相位。

2.根据权利要求1所述的锁相放大器，其特征在于，所述锁相放大器进一步包括通信模块(7)和通信端口(8)。

3.根据权利要求2所述的锁相放大器，其特征在于，所述通信模块(7)用于向除所述锁相放大器之外的其它设备发送选定频率的正弦模拟信号的频率、幅度和初相位。

4.根据权利要求1所述的锁相放大器，其特征在于，所述DSP模块(4)进一步用于通过数字I/O通道控制所述可编程放大模块(PGA)(2)，对混合模拟信号的放大倍数进行调整。

5.根据权利要求1所述的锁相放大器，其特征在于，所述操作面板(5)用于选定要解调的正弦模拟信号的频率f₀，并用于设定所述A/D转换模块(3)的采样频率f_s和采样点数N。

6.根据权利要求1所述的锁相放大器，其特征在于，所述模拟信号输入端(1)包括一个或多个模拟信号输入通道。

7.根据权利要求1所述的锁相放大器，其特征在于，所述锁相放大器适用于多个选定频率的正弦模拟信号的同步解调。

8.用于锁相放大器的信号解调方法，其特征在于，该方法包括：

经模拟信号输入端(1)输入的混合模拟信号包括选定频率f₀的正弦模拟信号，混合模拟信号被所述可编程放大模块(PGA)(2)放大m倍，其中选定频率的正弦模拟信号也被放大m倍，经所述可编程放大模块(PGA)(2)放大m倍后的选定频率的正弦模拟信号表示为：

y(t)＝Asin(θ)cos(ω₀t)+Acos(θ)sin(ω₀t)，           (1)

式(1)中，A为选定频率的正弦模拟信号被放大m倍后的幅度，t为时间，θ为选定频率的正弦模拟信号的初相位，ω₀为选定频率的正弦模拟信号的角频率，ω₀＝2πf₀，f₀为选定的频率；

式(1)表示的正弦模拟信号经所述A/D转换模块(3)转换为数字信号，转换后的数字信号表示为：

y(0)y(1)··y(N-1)N×1=cos(0)sin(0)cos(Ω0)sin(Ω0)····cos[Ω0(N-1)]sin[Ω0(N-1)]N×2*Asin(θ)Acos(θ)2×1,---(2)]]>

式(2)中，Ω₀＝2πf₀/f_s，f_s为所述A/D转换模块(3)的采样频率，N为所述A/D转换模块(3)的采样点数；

所述DSP模块基于最小二乘法确定选定频率的正弦模拟信号的幅度和初相位分别为A′＝A/m和θ。

9.根据权利要求8所述的用于锁相放大器的信号解调方法，其特征在于，该方法适用于多个选定频率的正弦模拟信号的同步解调。