基于相敏检波的锁定放大器的设计

基于相敏检波的锁定放大器的设计(论文11700字)
摘要：本文介绍一种锁定放大器,用来实现在强噪声的干扰下，利用信号的频率准确测出其幅值的作用。该锁定放大器主要由信号通道、参考通道和相敏检波三个模块组成。其中信号通道的组成部分有交流放大器和带通滤波器，在信号输入端也可以增加加法器；参考通道由移相器、触发整形电路和方波驱动三个部分组成；该锁定放大器的核心元件是相敏检波，相敏检波采用MPY634乘法器，检波后由低通滤波器输出一个直流信号，经由显示电路在LCD1602上显示出某一特定频率的微弱信号幅值，显示电路由单片机和LCD1602液晶屏组成。 实验证明，尽管存在误差，该锁定放大器仍然能够检测出在噪声干扰下微弱信号的幅值。
关键词：锁定放大器，强噪声，相敏检波，MPY634,显示电路

Design of locking amplifier based on phase-sensitive detection
Abstract：
In this paper, a kind of locking amplifier is introduced to realize the function of the amplitude of the signal using the frequency of the signal. The locking amplifier consists of three modules: signal channel, reference channel and phase sensitive detection. The components of the signal channel include ac amplifier and bandpass filter, and the adder can be added at the signal input end. The reference channel consists of phase shifter, trigger shaping circuit and square wave drive. Is the core of the lock-in amplifier components phase sensitive detection and phase sensitive detection using MPY634 multiplier, after detection by low-pass filter output a dc signal, through on the LCD1602 display circuit shows a particular frequency weak signal amplitude, is composed of single-chip microcomputer and LCD1602 LCD display circuit. The experimental results show that, despite the error, the locking amplifier can detect the amplitude of weak signal under noise interference.
Keywords: Lock amplifier, strong noise, phase sensitive detection, MPY634, display circuit
 

目 录
1 引言    1
1.1课题研究的背景和意义    1
1.2 国内外研究现状    1
1.3 论文主体安排    2
2 系统工作原理及整体设计    3
2.1 基本原理    3
2.1.1相敏检波器MPY634介绍    3
2.1.2调制解调原理    3
2.2 结构框图    4
2.3 本章小结    5
3 系统各模块设计    5
3.1 信号通道模块设计    5
3.1.1 交流放大器电路设计    5
3.1.2 带通滤波器电路设计    6
3.1.3 加法器电路设计    7
3.1.4 衰减网络设计    8
3.2 参考通道模块设计    8
3.2.1 触发整形电路设计    8
3.2.3 移相器电路设计    9
3.3 相关器模块设计    9
3.3.1 相敏检波器电路设计    9
3.3.2 低通滤波器电路设计    10
3.4 其他模块设计    10
3.4.1 MSP430以及显示电路    10
3.4.2 软件设计    11
3.5 本章小结    11
4系统各电路实验结果与分析    12
4.1 Multisim电路仿真软件简介    12
4.2 交流放大器仿真结果    12
4.3 带通滤波器制作与测试    14
4.4 参考通道的实验结果与分析    16
4.5 相敏检波器的实验结果与分析    18
4.6 系统硬件实物组装与测试    21
4.7 本章小结    23
5结论与展望    24
5.1 本文总结    24
5.2 研究展望    24
参考文献    25
致 谢    26