[发明专利]一种用锁相放大器对动平衡机微弱信号检测的方法及装置

摘要

本发明公开一种用锁相放大器对动平衡机微弱信号检测方法的实现装置，包括：信号处理电路、微处理器电路、模拟开关电路、无源低通滤波电路、校准/测量开关和数据传输电路；所述信号处理电路接收动平衡机输出的微弱信号，并将该信号进行正反两个方向放大；同时将参考信号Sref放大整形成方波信号作为斩波的开关；所述微处理器电路接收来自信号处理电路的方波信号，并对模拟开关的时机进行调整；所述无源低通滤波电路接收模拟开关输出信号；所述数据传输电路将校准/测量开关的输出信号通过USB接口传输至PC机。本发明的实现装置具有成本低的优点，且检测精度高，偏差低。

主权项

一种用锁相放大器对动平衡机微弱信号检测的方法，其特征在于：工作原理为：(1)，设参考信号为Sref＝a*cos(ωt)，待测信号为Sin＝b*cos(ωt+φ)，那么两个信号的乘积为：Smult＝Sref*Sin＝‑0.5*a*b*(cos(2ωt)+cos(φ))；(2)，利用无源低通滤波器滤除2ωt及更高频率的信号，且假设滤波器具有理想的频率响应，得Sout＝‑0.5*a*b*cos(φ)，即Sout为只受cos(φ)调制的信号，通过调整参考信号和待测信号之间的相位差使φ＝0，可以得到最大的输出Soutmax＝‑0.5*a*b；测量过程为：第一步，对Sin信号进行斩波调制，即利用模拟开关将Sin进行正反两个方向斩波，所述斩波的开关由Sref信号经整形提供；第二步，再将第一步中斩波调制的输出信号进行低通滤波，得到锁相放大器的输出Sout，微处理器利用模数转换模块采集该输出，并通过传输接口将测量值传输给PC机。