微弱信號(hào)檢測(cè)裝置 四川理工學(xué)院 劉鵬飛、梁天德、曾學(xué)明 摘要： 本設(shè)計(jì)以TI的Launch Pad為核心板，采用鎖相放大技術(shù)設(shè)計(jì)并制作了一套微弱信號(hào)檢測(cè)裝置，用以檢測(cè)在強(qiáng)噪聲背景下已知頻率微弱正弦波信號(hào)的幅度值，并在液晶屏上數(shù)字顯示出所測(cè)信號(hào)相應(yīng)的幅度值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量精度高。 關(guān)鍵詞：強(qiáng)噪聲；微弱信號(hào)；鎖相放大；Launch Pad Abstract: This design is based on the Launch Pad of TI core board, using a lock-in amplifier technique designed and produced a weak signal detection device, to measure the known frequency sine wave signal amplitude values of the weak in the high noise background, and shows the measured signal amplitude of the corresponding value in the liquid crystal screen. Test results showed that it has high accuracy and strong anti-jamming capability. Keywords: weak signal detection; lock-in-amplifier; Launch Pad 1、引言 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在科研與生產(chǎn)過(guò)程中人們?cè)絹?lái)越需要從復(fù)雜高強(qiáng)度的噪聲中檢測(cè)出有用的微弱信號(hào)，因此對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)成為當(dāng)前科研的熱點(diǎn)。微弱信號(hào)并不意味著信號(hào)幅度小，而是指被噪聲淹沒(méi)的信號(hào)，“微弱”也僅是相對(duì)于噪聲而言的。只有在有效抑制噪聲的條件下有選擇的放大微弱信號(hào)的幅度，才能提取出有用信號(hào)。微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、材料科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域顯得愈發(fā)重要。 2、方案論證 針對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)的方法有很多，比如濾波法、取樣積分器、鎖相放大器等。下面就針對(duì)這幾種方法做一簡(jiǎn)要說(shuō)明。 方案一：濾波法。 在大部分的檢測(cè)儀器中都要用到濾波方法對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行一定的處理，例如隔離直流分量，改善信號(hào)波形，防止離散化時(shí)的波形混疊，克服噪聲的不利影響，提高信噪比等。常用的噪聲濾波器有：帶通、帶阻、高通、低通等。但是濾波方法檢測(cè)信號(hào)不能用于信號(hào)頻譜與噪聲頻譜重疊的情況，有其局限性。雖然可以對(duì)濾波器的通頻帶進(jìn)行調(diào)節(jié)，但其噪聲抑制能力有限，同時(shí)其準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性將大打折扣。
標(biāo)簽： 2012 TI 電子設(shè)計(jì)大賽 微弱信號(hào)
上傳時(shí)間： 2013-11-04
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EMC設(shè)計(jì)中的濾波器通常指由L，C構(gòu)成的低通濾波器。濾波器結(jié)構(gòu)的選擇是由"最大不匹配原則"決定的。即在任何濾波器中，電容兩端存在高阻 抗，電感兩端存在低阻抗。
標(biāo)簽： EMC 設(shè)計(jì)技巧
上傳時(shí)間： 2014-12-23
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X電容是指跨于L-N之間的電容器， Y電容是指跨于L-G/N-G之間的電容器。(L=Line, N=Neutral, G=Ground).
標(biāo)簽： 電容
上傳時(shí)間： 2014-12-23
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轉(zhuǎn)換器是指將一種信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種信號(hào)的裝置。信號(hào)是信息存在的形式或載體。在自動(dòng)化儀表設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常將一種信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種與標(biāo)準(zhǔn)量或參考量比較后的信號(hào)，以便將兩類儀表聯(lián)接起來(lái)，因此，轉(zhuǎn)換器常常是兩個(gè)儀表（或裝置）間的中間環(huán)節(jié)。
標(biāo)簽： LED 數(shù)據(jù) 多路 光標(biāo)
上傳時(shí)間： 2013-11-18
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電子學(xué)名詞1、 電阻率---又叫電阻系數(shù)或叫比電阻。是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個(gè)物理量，以字母ρ表示，單位為歐姆*毫米平方/米。在數(shù)值上等于用那種物質(zhì)做的長(zhǎng)1米截面積為1平方毫米的導(dǎo)線，在溫度20C時(shí)的電阻值，電阻率越大，導(dǎo)電性能越低。則物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量，其數(shù)值等于溫度每升高1C時(shí)，電阻率的增加與原來(lái)的電阻電阻率的比值，通常以字母α表示，單位為1/C。2、 電阻的溫度系數(shù)----表示物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量，其數(shù)值等于溫度每升高1C時(shí)，電阻率的增加量與原來(lái)的電阻率的比值，通常以字母α表示，單位為1/C。3、 電導(dǎo)----物體傳導(dǎo)電流的本領(lǐng)叫做電導(dǎo)。在直流電路里，電導(dǎo)的數(shù)值就是電阻值的倒數(shù)，以字母ɡ表示，單位為歐姆。4、 電導(dǎo)率----又叫電導(dǎo)系數(shù)，也是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個(gè)物理量。大小在數(shù)值上是電阻率的倒數(shù)，以字母γ表示，單位為米/歐姆*毫米平方。5、 電動(dòng)勢(shì)----電路中因其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能所引起的電位差，叫做電動(dòng)勢(shì)或者簡(jiǎn)稱電勢(shì)。用字母E表示，單位為伏特。6、 自感----當(dāng)閉合回路中的電流發(fā)生變化時(shí)，則由這電流所產(chǎn)生的穿過(guò)回路本身磁通也發(fā)生變化，因此在回路中也將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。7、 互感----如果有兩只線圈互相靠近，則其中第一只線圈中電流所產(chǎn)生的磁通有一部分與第二只線圈相環(huán)鏈。當(dāng)?shù)谝痪€圈中電流發(fā)生變化時(shí)，則其與第二只線圈環(huán)鏈的磁通也發(fā)生變化，在第二只線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。8、 電感----自感與互感的統(tǒng)稱。9、 感抗----交流電流過(guò)具有電感的電路時(shí)，電感有阻礙交流電流過(guò)的作用，這種作用叫做感抗，以Lx表示，Lx=2πfL。10、容抗----交流電流過(guò)具有電容的電路時(shí)，電容有阻礙交流電流過(guò)的作用，這種作用叫做容抗，以Cx表示，Cx=1/12πfc。11、脈動(dòng)電流----大小隨時(shí)間變化而方向不變的電流，叫做脈動(dòng)電流。12、振幅----交變電流在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)的最大值叫振幅。13、平均值----交變電流的平均值是指在某段時(shí)間內(nèi)流過(guò)電路的總電荷與該段時(shí)間的比值。正弦量的平均值通常指正半周內(nèi)的平均值，它與振幅值的關(guān)系：平均值=0.637*振幅值。14、有效值----在兩個(gè)相同的電阻器件中，分別通過(guò)直流電和交流電，如果經(jīng)過(guò)同一時(shí)間，它們發(fā)出的熱量相等，那么就把此直流電的大小作為此交流電的有效值。正弦電流的有效值等于其最大值的0.707倍。15、有功功率----又叫平均功率。交流電的瞬時(shí)功率不是一個(gè)恒定值，功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特。16、視在功率----在具有電阻和電抗的電路內(nèi)，電壓與電流的乘積叫做視在功率，用字母Ps來(lái)表示，單位為瓦特。17、無(wú)功功率----在具有電感和電容的電路里，這些儲(chǔ)能元件在半周期的時(shí)間里把電源能量變成磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）的能量存起來(lái)，在另半周期的時(shí)間里對(duì)已存的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）能量送還給電源。它們只是與電源進(jìn)行能量交換，并沒(méi)有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無(wú)功功率。用字母Q表示，單位為芝。
標(biāo)簽： 電子學(xué)
上傳時(shí)間： 2013-11-23
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閂鎖效應(yīng)是指CMOS器件所固有的寄生雙極晶體管被觸發(fā)導(dǎo)通，在電源和地之間存在一個(gè)低阻通路，大電流，導(dǎo)致電路無(wú)法正常工作，甚至燒毀電路
標(biāo)簽： CMOS 閂鎖效應(yīng)
上傳時(shí)間： 2013-10-20
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虛短和虛斷的概念 由于運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80 dB以上。而運(yùn)放的輸出電壓是有限的，一般在 10 V～14 V。因此運(yùn)放的差模輸入電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當(dāng)于 “短路”。開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等。 “虛短”是指在分析運(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)時(shí)，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡(jiǎn)稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。 由于運(yùn)放的差模輸入電阻很大，一般通用型運(yùn)算放大器的輸入電阻都在1MΩ以上。因此流入運(yùn)放輸入端的電流往往不足1uA，遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流。故 通常可把運(yùn)放的兩輸入端視為開(kāi)路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開(kāi)路。“虛斷”是指在分析運(yùn)放處于線性狀態(tài)時(shí)，可以把兩輸入端視為等效開(kāi)路，這一特性 稱為虛假開(kāi)路，簡(jiǎn)稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。 在分析運(yùn)放電路工作原理時(shí)，首先請(qǐng)各位暫時(shí)忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、減法器，什么差動(dòng)輸入……暫時(shí)忘掉那些輸入輸出關(guān)系的公式……這些東東只會(huì)干擾你，讓你更糊涂﹔也請(qǐng)各位暫時(shí)不要理會(huì)輸入偏置電流、共模抑制比、失調(diào)電壓等電路參數(shù)，這是設(shè)計(jì)者要考慮的事情。我們理解的就是理想放大器(其實(shí)在維修中和大多數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，把實(shí)際放大器當(dāng)做理想放大器來(lái)分析也不會(huì)有問(wèn)題)。
標(biāo)簽： 運(yùn)算放大器 虛斷
上傳時(shí)間： 2013-11-04
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鋁電解電容器：詳細(xì)介紹原理，應(yīng)用，使用技巧 電容器(capacitor)在音響組件中被廣泛運(yùn)用，濾波、反交連、高頻補(bǔ)償、直流回授...隨處可見(jiàn)。但若依功能及制造材料、制造方法細(xì)分，那可不是一朝一夕能說(shuō)得明白。所以縮小范圍，本文只談電解電容，而且只談電源平滑濾波用的鋁質(zhì)電解電容。 每臺(tái)音響機(jī)器都要吃電源─除了被動(dòng)式前級(jí)，既然需要供電，那就少不了「濾波」這個(gè)動(dòng)作。不要和我爭(zhēng)，采用電池供電當(dāng)然無(wú)必要電源平滑濾波。但電池充電電路也有整流及濾波，故濾波電容器還是會(huì)存在。 我們現(xiàn)在習(xí)用的濾波電容，正式的名稱應(yīng)是：鋁箔干式電解電容器。就我的觀察，除加拿大Sonic Frontiers真空管前級(jí)，曾在高壓穩(wěn)壓線路中選用PP塑料電容做濾波外，其它機(jī)種一概都是采用鋁箔干式電解電容；因此網(wǎng)友有必要對(duì)它多做了解。 面對(duì)電源穩(wěn)壓線路中擔(dān)任電源平滑濾波的電容器，你首先想到的會(huì)是什幺？─容量？耐壓？電容器的封裝外皮上一定有容量標(biāo)示，那是指靜電容量；也一定有耐壓標(biāo)示，那是指工作電壓或額定電壓。 工作電壓(working voltage)簡(jiǎn)稱WV，為絕對(duì)安全值；若是surge voltage(簡(jiǎn)稱SV或Vs)，就是涌浪電壓或崩潰電壓;，超過(guò)這個(gè)電壓值就保證此電容會(huì)被浪淹死─小心電容會(huì)爆！根據(jù)國(guó)際IEC 384-4規(guī)定，低于315V時(shí)，Vs=1.15×Vr，高于315V時(shí)，Vs=1.1×Vr。Vs是涌浪電壓，Vr是額定電壓(rated voltage)。
標(biāo)簽： 鋁電解電容器 詳細(xì)介紹 使用技巧
上傳時(shí)間： 2013-12-23
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EDA （Electronic Design Automation）即“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”，是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，以EDA軟件為開(kāi)發(fā)環(huán)境，以硬件描述語(yǔ)言為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以可編程器件PLD為實(shí)驗(yàn)載體(包括CPLD、FPGA、EPLD等)，以集成電路芯片為目標(biāo)器件的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程。“工欲善其事，必先利其器”，因此，EDA工具在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所占的份量越來(lái)越高。下面就介紹一些目前較為流行的EDA工具軟件。 PLD 及IC設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的EDA工具，一般至少要包含仿真器（Simulator）、綜合器（Synthesizer）和配置器（Place and Routing, P&R）等幾個(gè)特殊的軟件包中的一個(gè)或多個(gè)，因此這一領(lǐng)域的EDA工具就不包括Protel、PSpice、Ewb等原理圖和PCB板設(shè)計(jì)及電路仿真軟件。目前流行的EDA工具軟件有兩種分類方法：一種是按公司類別進(jìn)行分類，另一種是按功能進(jìn)行劃分。 若按公司類別分，大體可分兩類：一類是EDA 專業(yè)軟件公司，業(yè)內(nèi)最著名的三家公司是Cadence、Synopsys和Mentor Graphics；另一類是PLD器件廠商為了銷售其產(chǎn)品而開(kāi)發(fā)的EDA工具，較著名的公司有Altera、Xilinx、lattice等。前者獨(dú)立于半導(dǎo)體器件廠商，具有良好的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性，適合于學(xué)術(shù)研究單位使用，但系統(tǒng)復(fù)雜、難于掌握且價(jià)格昂貴；后者能針對(duì)自己器件的工藝特點(diǎn)作出優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高資源利用率，降低功耗，改善性能，比較適合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)單位使用。 若按功能分，大體可以分為以下三類。 (1) 集成的PLD/FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境 由半導(dǎo)體公司提供，基本上可以完成從設(shè)計(jì)輸入（原理圖或HDL）→仿真→綜合→布線→下載到器件等囊括所有PLD開(kāi)發(fā)流程的所有工作。如Altera公司的MaxplusⅡ、QuartusⅡ，Xilinx公司的ISE，Lattice公司的 ispDesignExpert等。其優(yōu)勢(shì)是功能全集成化，可以加快動(dòng)態(tài)調(diào)試，縮短開(kāi)發(fā)周期；缺點(diǎn)是在綜合和仿真環(huán)節(jié)與專業(yè)的軟件相比，都不是非常優(yōu)秀的。 (2) 綜合類 這類軟件的功能是對(duì)設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行邏輯分析、綜合和優(yōu)化，將硬件描述語(yǔ)句（通常是系統(tǒng)級(jí)的行為描述語(yǔ)句）翻譯成最基本的與或非門的連接關(guān)系（網(wǎng)表），導(dǎo)出給PLD/FPGA廠家的軟件進(jìn)行布局和布線。為了優(yōu)化結(jié)果，在進(jìn)行較復(fù)雜的設(shè)計(jì)時(shí)，基本上都使用這些專業(yè)的邏輯綜合軟件，而不采用廠家提供的集成PLD/FPGA開(kāi)發(fā)工具。如Synplicity公司的Synplify、Synopsys公司的FPGAexpress、FPGA Compiler Ⅱ等。 (3) 仿真類 這類軟件的功能是對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真，包括布局布線（P&R）前的“功能仿真”（也叫“前仿真”）和P&R后的包含了門延時(shí)、線延時(shí)等的“時(shí)序仿真”（也叫“后仿真”）。復(fù)雜一些的設(shè)計(jì)，一般需要使用這些專業(yè)的仿真軟件。因?yàn)橥瑯拥脑O(shè)計(jì)輸入，專業(yè)軟件的仿真速度比集成環(huán)境的速度快得多。此類軟件最著名的要算Model Technology公司的Modelsim，Cadence公司的NC-Verilog/NC-VHDL/NC-SIM等。 以上介紹了一些具代表性的EDA 工具軟件。它們?cè)谛阅苌细饔兴L(zhǎng)，有的綜合優(yōu)化能力突出，有的仿真模擬功能強(qiáng)，好在多數(shù)工具能相互兼容，具有互操作性。比如Altera公司的 QuartusII集成開(kāi)發(fā)工具，就支持多種第三方的EDA軟件，用戶可以在QuartusII軟件中通過(guò)設(shè)置直接調(diào)用Modelsim和 Synplify進(jìn)行仿真和綜合。 如果設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)不是很大，對(duì)綜合和仿真的要求不是很高，那么可以在一個(gè)集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成整個(gè)設(shè)計(jì)流程。如果要進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則常規(guī)的方法是多種EDA工具協(xié)調(diào)工作，集各家之所長(zhǎng)來(lái)完成設(shè)計(jì)流程。
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【摘要】本文結(jié)合作者多年的印制板設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，著重印制板的電氣性能，從印制板穩(wěn)定性、可靠性方面，來(lái)討論多層印制板設(shè)計(jì)的基本要求。【關(guān)鍵詞】印制電路板；表面貼裝器件；高密度互連；通孔【Key words】Printed Circuit Board；Surface Mounting Device；High Density Interface；Via一．概述印制板（PCB－Printed Circuit Board）也叫印制電路板、印刷電路板。多層印制板，就是指兩層以上的印制板，它是由幾層絕緣基板上的連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元件用的焊盤組成，既具有導(dǎo)通各層線路，又具有相互間絕緣的作用。隨著SMT（表面安裝技術(shù)）的不斷發(fā)展，以及新一代SMD（表面安裝器件）的不斷推出，如QFP、QFN、CSP、BGA（特別是MBGA），使電子產(chǎn)品更加智能化、小型化，因而推動(dòng)了PCB工業(yè)技術(shù)的重大改革和進(jìn)步。自1991年IBM公司首先成功開(kāi)發(fā)出高密度多層板（SLC）以來(lái)，各國(guó)各大集團(tuán)也相繼開(kāi)發(fā)出各種各樣的高密度互連（HDI）微孔板。這些加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使了PCB的設(shè)計(jì)已逐漸向多層、高密度布線的方向發(fā)展。多層印制板以其設(shè)計(jì)靈活、穩(wěn)定可靠的電氣性能和優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中。下面，作者以多年設(shè)計(jì)印制板的經(jīng)驗(yàn)，著重印制板的電氣性能，結(jié)合工藝要求，從印制板穩(wěn)定性、可靠性方面，來(lái)談?wù)劧鄬又瓢逶O(shè)計(jì)的基本要領(lǐng)。
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