[实用新型]一种微弱交流信号幅值锁定放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及锁定放大器领域，尤其涉及一种微弱交流信号幅值锁定放大器。

背景技术

微弱信号检测是对淹没在背景噪声中微弱信号的测量。这类信号必须经过放大，由于微弱信号本身的涨落、背景和放大器噪声的影响，测量灵敏度受到限制。需要噪声系数尽量小的前置放大器，并根据源阻抗与工作频率设计最佳匹配；需要研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件；利用电子学和信息论的方法，研究噪声的成因和规律，分析信号的特点和相干关系。自从1928年发现电阻中电子的热骚动引起非周期性电压以来，弱检测技术受到普遍重视而得到迅速发展。

现有的微弱信号锁定放大器还是存在着采集精度不够、不能确定所检测信号的质量、系统只能满足特定情况的下的检测要求等缺点。

实用新型内容

本实用新型提供了一种微弱交流信号幅值锁定放大器，解决了微弱信号锁定放大器采集精度不够、不能确定所检测信号的质量、只能满足特定情况的下的检测要求等缺点，详见下文描述：

一种微弱交流信号幅值锁定放大器，包括：依次电连接的微弱交流信号调制电路模块、移相模块、比较器模块和反相器模块，所述锁定放大器还包括：相敏检波模块、低通滤波电路模块、直流放大模块和微控制器控制电路模块；

相敏检波模块利用参考通道输出的方波对所述微弱交流信号调制电路模块调制出的同频率正弦信号进行整流输出全波信号；

所述全波信号通过所述低通滤波电路模块和所述直流放大模块，经所述微控制器控制电路模块进行输出显示。

其中，所述移相模块的移相范围为：两片运算放大器级联构成0～360°。所述相敏检波模块由多路电子开关组和一个加法器组成。

其中，所述低通滤波电路模块为电阻、电容构建的二阶无源低通滤波器。所述直流放大模块由运算放大器、电位器和保护电阻组成。

进一步地，所述微控制器控制电路模块包括：微控制器、显示电路模块、按键电路模块、DDS信号发生器和AD采集电路模块；

所述微弱交流信号调制电路模块包括：交流放大电路模块和带通滤波电路模块；

所述微控制器分别控制所述显示电路模块、所述按键电路模块、所述DDS信号发生器、所述AD采集电路模块和所述带通滤波电路模块；

所述按键电路模块输入待测信号频率以及信号通道的3dB频带范围，所述微控制器通过输入的待测信号自动调节所述带通滤波电路模块的参数。

进一步地，所述DDS信号发生器的型号为AD9850；所述AD采集电路模块由AD转换芯片构成。所述带通滤波电路模块由滤波芯片和数字电位器搭建组成。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：本实用新型通过将目标信号进行交流放大处理，再进行带通滤波，滤除干扰信号，得到交流信号，同时同频率的参考信号经过移相模块和比较器模块得到与交流信号相位相同的方波信号，经过相敏检波模块之后得到纯净的全波信号，然后经低通滤波和直流放大处理，最后经AD采集电路模块进行采集并送入显示电路模块，完成微弱信号的检测。本实用新型可以将淹没在强噪声中频率已知的有效微弱交流信号检测出来，并输出有效微弱交流信号的幅值和幅值有效值，解决了微弱信号锁定放大器采集精度不够、不能确定所检测信号的质量、只能满足特定情况下的检测要求等缺点。

附图说明

图1为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的结构示意图；

图2为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的工作原理示意图；

图3为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的交流放大电路模块原理图；

图4为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的带通滤波模块原理图；

图5为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的相敏检波模块原理图；

图6为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的低通滤波电路模块原理图；

图7为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的直流放大模块原理图；

图8为一种微弱交流信号幅值锁定放大器的移相模块原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1：微弱交流信号调制电路模块；     2：移相模块；

3：比较器模块；                   4：反相器模块；

5：相敏检波模块；                 6：低通滤波电路模块；

7：直流放大模块；                 8：微控制器控制电路模块；

11：交流放大电路模块；            12：带通滤波电路模块；