基于双相锁相的微弱信号矢量测量1论文

张衍波

本文存在于所要检测的信号比较微弱而且淹没在强噪声背景下的情况中，提出
了通过双路AD9954 产生的DDS 正弦波来激励乘法器式相敏检波器以实现相关算
法的策略。在前端使用可编程增益放大仪表放大器，再检波后经过低通滤波，又
通过24 位Σ-△型AD 进行过采样和积分，同时实现了数字低通滤波的功能。最
后通过MSP430驱动小型低功耗液晶输出菜单和结果。

设计目标
锁相放大器是一种检测淹没在噪声种微弱重复（交流）信号的测量仪器。本赛提
的任务是：
1. 设计一个锁相放大器
2. 使用锁相放大器测量小电阻的阻值
详细指标
1. 基本要求：设计一个锁相放大器
a．工作频率：2kHz
b．输入电阻 >=100k 欧姆
c．最小可测电压：10 uv
d．电压测量范围：10uv-10mv
e．噪声抑制能力：20dB
f．内部参考信号源可以产生2khz，1vpp的参考信号
发挥要求
（1）改进性能
a．扩展工作频率：100Hz-10KHz
b．减小最小可测电压：1uv
2
c．扩大电压测量范围：1uv-100mv
d．提高噪声抑制能力：40dB
改进参考信号源
a．参考信号频率：100HZ-10KHz，步进1Hz
b．参考信号幅度：0.1vpp-5vpp ，步进0.1v
增加相位检测功能
360度范围现实被测信号与参考信号的相位差，显示误差不大于6 度
应用锁相放大器测量小电阻的阻值
a．设计使用锁相放大器测量微小电阻的方案
b．实际测量毫欧级电阻的阻值对比标称值