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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計算二階有源濾波、一階有源濾波、阻容充放電。
上傳時間： 2013-11-17
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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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為了提高音響設備的重放效果，通過對阻容元件的分析、研究，采用同一套音響設備、不同的阻容元件進行比較測試，發現阻容元件對音響設備的影響不容小視，合理選擇阻容元件可提高音響設備的性能指標和重放效果。
上傳時間： 2013-10-21
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基于0．25gm PHEMT工藝，給出了兩個高增益K 波段低噪聲放大器．放大器設計中采用了三級級聯增加柵寬的電路結構，通過前級源極反饋電感的恰當選取獲得較高的增益和較低的噪聲；采用直流偏置上加阻容網絡，用來消除低頻增益和振蕩；三級電路通過電阻共用一組正負電源，使用方便，且電路性能較好，輸入輸出駐波比小于2．0；功率增益達24dB；噪聲系數小于3．5dB．兩個放大器都有較高的動態范圍和較小的面積，放大器ldB壓縮點輸出功率大于15dBm；芯片尺寸為1mm×2mm×0．1mm．該放大器可以應用在24GHz汽車雷達前端和26．5GHz本地多點通信系統中．
上傳時間： 2014-12-23
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Hyperlynx仿真應用:阻抗匹配.下面以一個電路設計為例，簡單介紹一下PCB仿真軟件在設計中的使用。下面是一個DSP硬件電路部分元件位置關系(原理圖和PCB使用PROTEL99SE設計)，其中DRAM作為DSP的擴展Memory(64位寬度，低8bit還經過3245接到FLASH和其它芯片)，DRAM時鐘頻率133M。因為頻率較高，設計過程中我們需要考慮DRAM的數據、地址和控制線是否需加串阻。下面，我們以數據線D0仿真為例看是否需要加串阻。模型建立首先需要在元件公司網站下載各器件IBIS模型。然后打開Hyperlynx,新建LineSim File(線路仿真—主要用于PCB前仿真驗證)新建好的線路仿真文件里可以看到一些虛線勾出的傳輸線、芯片腳、始端串阻和上下拉終端匹配電阻等。下面，我們開始導入主芯片DSP的數據線D0腳模型。左鍵點芯片管腳處的標志，出現未知管腳，然后再按下圖的紅線所示線路選取芯片IBIS模型中的對應管腳。 3http://bbs.elecfans.com/ 電子技術論壇 http://www.elecfans.com 電子發燒友點OK后退到“ASSIGN Models”界面。選管腳為“Output”類型。這樣，一樣管腳的配置就完成了。同樣將DRAM的數據線對應管腳和3245的對應管腳IBIS模型加上(DSP輸出，3245高阻，DRAM輸入)。下面我們開始建立傳輸線模型。左鍵點DSP芯片腳相連的傳輸線，增添傳輸線，然后右鍵編輯屬性。因為我們使用四層板，在表層走線，所以要選用“Microstrip”，然后點“Value”進行屬性編輯。這里，我們要編輯一些PCB的屬性，布線長度、寬度和層間距等，屬性編輯界面如下：再將其它傳輸線也添加上。這就是沒有加阻抗匹配的仿真模型(PCB最遠直線間距1.4inch，對線長為1.7inch)。現在模型就建立好了。仿真及分析下面我們就要為各點加示波器探頭了，按照下圖紅線所示路徑為各測試點增加探頭：為發現更多的信息，我們使用眼圖觀察。因為時鐘是133M，數據單沿采樣，數據翻轉最高頻率為66.7M，對應位寬為7.58ns。所以設置參數如下：之后按照芯片手冊制作眼圖模板。因為我們最關心的是接收端(DRAM)信號，所以模板也按照DRAM芯片HY57V283220手冊的輸入需求設計。芯片手冊中要求輸入高電平VIH高于2.0V，輸入低電平VIL低于0.8V。DRAM芯片的一個NOTE里指出，芯片可以承受最高5.6V，最低-2.0V信號(不長于3ns)：按下邊紅線路徑配置眼圖模板：低8位數據線沒有串阻可以滿足設計要求，而其他的56位都是一對一，經過仿真沒有串阻也能通過。于是數據線不加串阻可以滿足設計要求，但有一點需注意，就是寫數據時因為存在回沖，DRAM接收高電平在位中間會回沖到2V。因此會導致電平判決裕量較小，抗干擾能力差一些，如果調試過程中發現寫RAM會出錯，還需要改版加串阻。
上傳時間： 2013-11-05
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磁芯電感器的諧波失真分析 摘 要：簡述了改進鐵氧體軟磁材料比損耗系數和磁滯常數ηB，從而降低總諧波失真THD的歷史過程，分析了諸多因數對諧波測量的影響，提出了磁心性能的調控方向。 關鍵詞：比損耗系數， 磁滯常數ηB ，直流偏置特性DC-Bias，總諧波失真THD Analysis on THD of the fer rite co res u se d i n i nductancShi Yan Nanjing Finemag Technology Co. Ltd., Nanjing 210033 Abstract: Histrory of decreasing THD by improving the ratio loss coefficient and hysteresis constant of soft magnetic ferrite is briefly narrated. The effect of many factors which affect the harmonic wave testing is analysed. The way of improving the performance of ferrite cores is put forward. Key words: ratio loss coefficient，hysteresis constant，DC-Bias，THD 近年來，變壓器生產廠家和軟磁鐵氧體生產廠家，在電感器和變壓器產品的總諧波失真指標控制上，進行了深入的探討和廣泛的合作，逐步弄清了一些似是而非的問題。從工藝技術上采取了不少有效措施，促進了質量問題的迅速解決。本文將就此熱門話題作一些粗淺探討。 一、 歷史回顧 總諧波失真（Total harmonic distortion） ，簡稱THD，并不是什么新的概念，早在幾十年前的載波通信技術中就已有嚴格要求<1>。1978年郵電部公布的標準YD/Z17－78“載波用鐵氧體罐形磁心”中，規定了高μQ材料制作的無中心柱配對罐形磁心詳細的測試電路和方法。如圖一電路所示，利用LC組成的150KHz低通濾波器在高電平輸入的情況下測量磁心產生的非線性失真。這種相對比較的實用方法，專用于無中心柱配對罐形磁心的諧波衰耗測試。 這種磁心主要用于載波電報、電話設備的遙測振蕩器和線路放大器系統，其非線性失真有很嚴格的要求。 圖中 ZD —— QF867 型阻容式載頻振蕩器，輸出阻抗 150Ω， Ld47 —— 47KHz 低通濾波器，阻抗 150Ω，阻帶衰耗大于61dB， Lg88 ——并聯高低通濾波器，阻抗 150Ω，三次諧波衰耗大于61dB Ld88 ——并聯高低通濾波器，阻抗 150Ω，三次諧波衰耗大于61dB FD —— 30～50KHz 放大器， 阻抗 150Ω， 增益不小于 43 dB，三次諧波衰耗b3(0)≥91 dB, DP —— Qp373 選頻電平表，輸入高阻抗， L ——被測無心罐形磁心及線圈， C ——聚苯乙烯薄膜電容器CMO-100V-707APF±0.5%,二只。 測量時，所配用線圈應用絲包銅電磁線SQJ9×0.12(JB661-75)在直徑為16.1mm的線架上繞制 120 匝， （線架為一格） ， 其空心電感值為 318μH（誤差1％） 被測磁心配對安裝好后，先調節振蕩器頻率為 36.6～40KHz， 使輸出電平值為+17.4 dB， 即選頻表在 22′端子測得的主波電平 （P2）為+17.4 dB，然后在33′端子處測得輸出的三次諧波電平（P3）， 則三次諧波衰耗值為：b3(+2)= P2+S+ P3 式中：S 為放大器增益dB 從以往的資料引證， 就可以發現諧波失真的測量是一項很精細的工作，其中測量系統的高、低通濾波器，信號源和放大器本身的三次諧波衰耗控制很嚴，阻抗必須匹配，薄膜電容器的非線性也有相應要求。濾波器的電感全由不帶任何磁介質的大空心線圈繞成，以保證本身的“潔凈” ，不至于造成對磁心分選的誤判。 為了滿足多路通信整機的小型化和穩定性要求， 必須生產低損耗高穩定磁心。上世紀 70 年代初，1409 所和四機部、郵電部各廠，從工藝上改變了推板空氣窯燒結，出窯后經真空罐冷卻的落后方式，改用真空爐，并控制燒結、冷卻氣氛。技術上采用共沉淀法攻關試制出了μQ乘積 60 萬和 100 萬的低損耗高穩定材料，在此基礎上，還實現了高μ7000～10000材料的突破，從而大大縮短了與國外企業的技術差異。當時正處于通信技術由FDM（頻率劃分調制）向PCM（脈沖編碼調制） 轉換時期， 日本人明石雅夫發表了μQ乘積125 萬為 0.8×10 ，100KHz）的超優鐵氧體材料<3>，其磁滯系數降為優鐵
上傳時間： 2014-12-24
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RC有源帶阻濾波器的PSpice輔助設計
上傳時間： 2013-11-15
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介紹了一款低成本單進三出逆變器的設計經驗，硬件成本控制在60元人民幣以內時，可驅動1 kW以下的三相籠式異步電機。總結了經過近百多次的修改后得到的較為成熟的電路的設計要點，包括微處理器，功率器件，半橋驅動，過流保護，控制方法，試驗結果等方面的內容。用該電路實現的變頻調速可以因低成本而大大擴展其應用范圍，稍加修改后可用于直流無刷電機的驅動。
上傳時間： 2013-11-11
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介紹了一款低成本單進三出逆變器的設計經驗，硬件成本控制在60元人民幣以內時，可驅動1 kW以下的三相籠式異步電機。總結了經過近百多次的修改后得到的較為成熟的電路的設計要點，包括微處理器，功率器件，半橋驅動，過流保護，控制方法，試驗結果等方面的內容。用該電路實現的變頻調速可以因低成本而大大擴展其應用范圍，稍加修改后可用于直流無刷電機的驅動。
上傳時間： 2013-11-04
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