微弱信號檢測裝置 四川理工學院 劉鵬飛、梁天德、曾學明 摘要： 本設計以TI的Launch Pad為核心板，采用鎖相放大技術設計并制作了一套微弱信號檢測裝置，用以檢測在強噪聲背景下已知頻率微弱正弦波信號的幅度值，并在液晶屏上數字顯示出所測信號相應的幅度值。實驗結果顯示其抗干擾能力強，測量精度高。 關鍵詞：強噪聲；微弱信號；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 隨著現代科學技術的發展，在科研與生產過程中人們越來越需要從復雜高強度的噪聲中檢測出有用的微弱信號，因此對微弱信號的檢測成為當前科研的熱點。微弱信號并不意味著信號幅度小，而是指被噪聲淹沒的信號，“微弱”也僅是相對于噪聲而言的。只有在有效抑制噪聲的條件下有選擇的放大微弱信號的幅度，才能提取出有用信號。微弱信號檢測技術的應用相當廣泛，在生物醫學、光學、電學、材料科學等相關領域顯得愈發重要。 2、方案論證 針對微弱信號的檢測的方法有很多，比如濾波法、取樣積分器、鎖相放大器等。下面就針對這幾種方法做一簡要說明。 方案一：濾波法。 在大部分的檢測儀器中都要用到濾波方法對模擬信號進行一定的處理，例如隔離直流分量，改善信號波形，防止離散化時的波形混疊，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。但是濾波方法檢測信號不能用于信號頻譜與噪聲頻譜重疊的情況，有其局限性。雖然可以對濾波器的通頻帶進行調節，但其噪聲抑制能力有限，同時其準確性與穩定性將大打折扣。
上傳時間： 2013-11-04
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電位計訊號轉換器 AT-PM1-P1-DN-ADL 1．產品說明 AT系列轉換器/分配器主要設計使用于一般訊號迴路中之轉換與隔離；如 4~20mA、0~10V、熱電偶(Type K, J, E, T)、熱電阻(Rtd-Pt100Ω)、荷重元、電位計(三線式)、電阻(二線式)及交流電壓/電流等訊號，機種齊全。 此款薄型設計的轉換器/分配器，除了能提供兩組訊號輸出（輸出間隔離）或24V激發電源供傳送器使用外，切換式電源亦提供了安裝的便利性。上方并設計了電源、輸入及輸出指示燈及可插拔式接線端子方便現場施工及工作狀態檢視。 2.產品特點 可選擇帶指撥開關切換，六種常規輸出信號0-5V/0~10V/1~5V/2~10V/4~20mA/ 0~20mA 可自行切換。 雙回路輸出完全隔離，可選擇不同信號。 設計了電源、輸入及輸出LED指示燈，方便現場工作狀態檢視。 規格選擇表中可指定選購0.1%精度 17.55mm薄型35mm導軌安裝。 依據CE國際標準規范設計。 3.技術規格 用途：信號轉換及隔離 過載輸入能力：電流：10×額定10秒 第二組輸出：可選擇 輸入范圍：P1：0 Ω ~ 50.0 Ω / ~ 2.0 KΩ P2：0 Ω ~ 2.0 KΩ / ~ 100.0 KΩ 精確度: ≦±0.2% of F.S. ≦±0.1% of F.S. 偵測電壓：1.6V 輸入耗損: 交流電流:≤ 0.1VA; 交流電壓:≤ 0.15VA 反應時間: ≤ 250msec (10%~90% of FS) 輸出波紋: ≤ ±0.1% of F.S. 滿量程校正范圍:≤ ±10% of F.S.，2組輸出可個別調整 零點校正范圍:≤ ±10% of F.S.，2組輸出可個別調整 隔離:AC 2.0 KV 輸出1與輸出2之間 隔離抗阻：DC 500V 100MΩ 工作電源: AC 85~265V/DC 100~300V, 50/60Hz 或 AC/DC 20~56V (選購規格) 消耗功率: DC 4W, AC 6.0VA 工作溫度: 0~60 ºC 工作濕度: 20~95% RH, 無結露 溫度系數: ≤ 100PPM/ ºC (0~50 ºC) 儲存溫度: -10~70 ºC 保護等級: IP 42 振動測試: 1~800 Hz, 3.175 g2/Hz 外觀尺寸: 94.0mm x 94.0mm x 17.5mm 外殼材質: ABS防火材料，UL94V0 安裝軌道: 35mm DIN導軌 (EN50022) 重量: 250g 安全規范(LVD): IEC 61010 (Installation category 3) EMC: EN 55011:2002; EN 61326:2003 EMI: EN 55011:2002; EN 61326:2003 常用規格：AT-PM1-P1-DN-ADL 電位計訊號轉換器，一組輸出，輸入范圍：0 Ω ~ 50.0 Ω / ~ 2.0 KΩ，輸出一組輸出4-20mA，工作電源AC/DC20-56V
上傳時間： 2013-11-05
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交流功率因數轉換器 特點： 精確度0.25%滿刻度 ±0.25o 多種輸入,輸出選擇 輸入與輸出絕緣耐壓2仟伏特/1分鐘 沖擊電壓測試5仟伏特(1.2x50us) (IEC255-4,ANSI C37.90a/1974) 突波電壓測試2.5仟伏特(0.25ms/1MHz) (IEC255-4) 尺寸小，穩定性高 主要規格： 精確度: 0.25% F.S. ±0.25°(23 ±5℃) 輸入負載: <0.2VA (Voltage) <0.2VA (Current) 最大過載能力: Current related input: 3 x rated continuous 10 x rated 30 sec. 25 x rated 3sec. 50 x rated 1sec. Voltage related input:maximum 2 x rated continuous 輸出反應速度: < 250ms(0~90%) 輸出負載能力: < 10mA for voltage mode < 10V for current mode 輸出之漣波: < 0.1% F.S. 歸零調整范圍: 0~ ±5% F.S. 最大值調整范圍: 0~ ±10% F.S. 溫度系數: 100ppm/℃ (0~50℃) 隔離特性: Input/Output/Power/Case 絕緣抗阻: >100Mohm with 500V DC 絕緣耐壓能力: 2KVac/1 min. (input/output/power/case) 突波測試: ANSI C37.90a/1974,DIN-IEC 255-4 impulse voltage 5KV(1.2x50us) 使用環境條件: -20~60℃(20 to 90% RH non-condensed) 存放環境條件: -30~70℃(20 to 90% RH non-condensed) CE認證: EN 55022:1998/A1:2000 Class A EN 61000-3-2:2000 EN 61000-3-3:1995/A1:2001 EN 55024:1998/A1:2001
上傳時間： 2013-10-22
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交流頻率轉換器 特點： 精確度0.05%滿刻度(Accuracy 0.05%F.S.) 多種輸入,輸出選擇 輸入與輸出絕緣耐壓2仟伏特/1分鐘 沖擊電壓測試5仟伏特(1.2x50us) (IEC255-4,ANSI C37.90a/1974) 突波電壓測試2.5仟伏特(0.25ms/1MHz) (IEC255-4) 尺寸小，穩定性高 2:主要規格 精確度: 0.05% F.S. (23 ±5℃) 輸入負載: <0.2VA 最大過載能力:maximum 2 x rated continuous 輸出反應時間: <250ms (0~90%) 輸出負載能力: <10mA for voltage mode <10V for current mode 輸出漣波: <0.1% F.S. 歸零調整范圍: 0~±5% F.S. 最大值調整范圍: 0~±10% F.S. 溫度系數: 50ppm/℃ (0~50℃) 隔離特性: Input/Output/Power/Case 絕緣抗阻: >100M ohm with 500V DC 絕緣耐壓能力: 2KVac/1 min. (input/output/power) 行動測試: ANSI C37.90a/1974,DIN-IEC 255-4 impulse voltage 5KV (1.2 x 50us) 突波測試: 2.5KV-0.25ms/1MHz 使用環境條件: -20~60℃(20 to 90% RH non-condensed) 存放環境條件: -30~70℃(20 to 90% RH non-condensed) CE認證: EN 55022:1998/A1:2000 Class A EN 61000-3-2:2000 EN 61000-3-3:1995/A1:2001 EN 55024:1998/A1:2001
上傳時間： 2013-10-11
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交流電壓，電流轉換器 特點： 精確度0.25%滿刻度(RMS) 多種輸入,輸出選擇 輸入與輸出絕緣耐壓2仟伏特/1分鐘 沖擊電壓測試5仟伏特(1.2x50us) (IEC255-4,ANSI C37.90a/1974) 突波電壓測試2.5仟伏特(0.25ms/1MHz) (IEC255-4) 尺寸小，穩定性高 2:主要規格 精確度:0.25%F.S.(RMS) (23 ±5℃) 輸入負載: <0.2VA(voltage) <0.2VA(current) 最大過載能力: Current related input:3 x rated continuous 10 x rated 30 sec. ,25 x rated 3sec. 50 x rated 1sec. Voltage related input:maximum 2x rated continuous 輸出反應時間: <250ms (0~90%) 輸出負載能力: <10mA for voltage mode <10V for current mode 輸出漣波: <0.1% F.S. 歸零調整范圍: 0~±5% F.S. 最大值調整范圍: 0~±10% F.S. 溫度系數: 100ppm/℃ (0~50℃) 隔離特性: Input/Output/Power/Case 絕緣抗阻: >100Mohm with 500V DC 絕緣耐壓能力: 2KVac/1 min. (input/output/power) 行動測試: ANSI C37.90a/1974,DIN-IEC 255-4 impulse voltage 5KV (1.2 x 50us) 突波測試: 2.5KV-0.25ms/1MHz 使用環境條件: -20~60℃(20 to 90% RH non-condensed) 存放環境條件: -30~70℃(20 to 90% RH non-condensed) CE認證: EN 55022:1998/A1:2000 Class A EN 61000-3-2:2000 EN 61000-3-3:1995/A1:2001 EN 55024:1998/A1:2001
上傳時間： 2013-11-09
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文中簡要介紹了電流型運放的特性，著重對電流型運放的應用電路進行測試，研究電流型運放的應用特性。實驗中，選擇典型電流型運放及電壓型運放構建負阻變換器、電壓跟隨器和同相比例放大器，通過對此3類應用電路的測試，分析、總結運放參數對特殊應用電路的影響，為電路設計者在具體電路的設計中恰當選擇適合的放大器提供參考。
上傳時間： 2013-10-18
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介紹了一種新型線性自動跟蹤工頻陷波器的電路結構。該陷波器應用于電子束曝光機束流測量電路中，用來抑制工頻干擾對測量精度的影響。基于對自動跟蹤陷波器的基本工作原理分析，陷波器采用了頻率/電壓轉換器與壓控帶阻濾波器相結合的設計方案，成功地解決了工頻頻偏對常規工頻陷波器濾波性能的嚴重影響問題。提出了提高抑制工頻干擾能力的設計要點和電路調試方法。通過性能指標的測試和長期實際運行應用，證明陷波器滿足了電子束測量中對工頻干擾進行強抑制的要求，提高了電子束曝光機的制版質量。
上傳時間： 2013-11-13
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EMC設計中的濾波器通常指由L，C構成的低通濾波器。濾波器結構的選擇是由"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。
上傳時間： 2014-12-23
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本文首先推導出過采樣濾波器組精確重構的條件，由于此時所需的約束條件數比臨界采樣時少，因而可以設計出頻域衰減特性更好的濾渡器組 然后提出了精碲重梅約束條件下原壅低通濾波器的一種新的設計方法．采用矢量的二次型約束優化算法。談算法優化方便，收斂速度快．與其它方法相比，濾渡器的阻帶衰減大。
上傳時間： 2013-10-13
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利用負阻原理設計了5.9 GHz介質振蕩器（DRO），采用HFSS軟件對介質諧振塊（DR）進行三維仿真，應用Agilent公司的ADS軟件對DRO進行了優化設計和非線性分析，用該方法制作的并聯反饋式DRO性能良好，輸出功率為10 dBm，相位噪聲達到-100 dBc/Hz＠10 kHz，-124 dBc/Hz＠100 kHz。
上傳時間： 2013-10-10
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