[实用新型]一种实时单电源数字锁相放大器装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及信号检测装置，具体涉及一种实时单电源数字锁相放大器装置。

背景技术

在信号处理与检测领域，锁相放大器是一种实现弱信号检测的方式，目前的锁相放大器实现方式为：

1.模拟锁相放大器，典型的如美国Analog devices公司的AD630,通过同时输入外部待测信号和调制信号，实现锁相放大的功能，缺点是接口复杂(20脚)；双电源供电需求(±5～±16.5V)；可恢复信噪比最大仅为100dB。

2.采用FPGA(现场可编程门阵列),DSP(数字信号处理器)等数字处理器件，需要制作PCB(印制电路板)，然后编写程序。缺点是开发周期长，材料成本高，系统复杂。

3.专用仪器，实现锁相放大器的功能，缺点是体积非常大，重量重，价格昂贵。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种实时单电源数字锁相放大器装置，能够实现对微弱信号的实时检测，并且简化了系统电源设计，体积小，重量轻，成本低。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供一种实时单电源数字锁相放大器装置，包括：中央处理器、第一数模转换器、第一抗混叠滤波器、调制信号输出端口、信号输入端口、第二抗混叠滤波器、模数转换器、第二数模转换器、第三抗混叠滤波器、信号输出端口、电源转换模块、内置时钟、电源接口和接地端口；

所述中央处理器，包括：混频器和低通滤波器；

所述混频器与所述低通滤波器连接；

所述电源接口与所述中央处理器、所述第一数模转换器、所述第一抗混叠滤波器、所述第二抗混叠滤波器、所述模数转换器、所述第二数模转换器、所述第三抗混叠滤波器、所述电源转换模块和所述内置时钟均连接；

所述电源转换模块与所述中央处理器连接；

所述中央处理器、所述第一数模转换器和所述第一抗混叠滤波器依次连接；所述第一抗混叠滤波器与所述调制信号输出端口连接；

所述中央处理器中的本振信号依次通过所述第一数模转换器和所述第一抗混叠滤波器后，从所述调制信号输出端口输出调制信号；

所述信号输入端口、所述第二抗混叠滤波器、所述模数转换器和所述中央处理器依次连接；

所述中央处理器、所述第二数模转换器和所述第三抗混叠滤波器依次连接；所述第三抗混叠滤波器与所述信号输出端口；

所述电源转换模块、所述第一抗混叠滤波器和所述第三抗混叠滤波器均连接有所述接地端口；

所述内置时钟与所述中央处理器连接；所述内置时钟用于为所述中央处理器提供时钟信息；

被调制的待测信号输入所述第二抗混叠滤波器后，再经过所述模数转换器转换为数字信号，所述数字信号再输入到所述中央处理器；

所述数字信号和所述中央处理器中的所述本振信号一起依次经过所述中央处理器中的所述混频器和所述低通滤波器，得到除噪后的数字有效信号；

所述数字有效信号依次经过所述第二数模转换器和第三抗混叠滤波器后，从所述信号输出端口输出除噪后的模拟有效信号。

可选的，所述电源接口连接3.3V的直流电源。

可选的，所述混频器采用数字混频器。

可选的，所述电源转换模块用于将电源电压转换为1.5V电压或者1.2V电压。

可选的，所述低通滤波器采用高阻带衰减的FIR数字低通滤波器。

本实用新型集成了时钟，电源管理，模数转换，数模转换，中央处理器，以及实时锁相放大器，自带调制信号输出，接口简单，并小于10个引脚，方便焊接于用户电路系统中，方便使用；并且，只需要使用一个电源与电源接口连接，进而为整个实时单电源数字锁相放大器装置供电，简化了系统电源设计，并且，该装置能够兼容绝大多数应用系统；该装置抗电磁干扰能力强，被调制的待测信号经过该装置后，能够得到模拟有效信号，信噪比可恢复高达120dB，能够实现对微弱信号的实时检测；且该装置为小型化设计，体积小，重量轻，成本低，能够做到厘米级。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型提供的一种实时单电源数字锁相放大器装置的示意图；