基于 DDS 的微弱信号提取装置的研究-论文.pdf

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1、基于DDS的微弱信号提取装置的研究程子扬。，程跃，赵悦，莫莉(1．成都学院工业制造学院，四川成都610106；2．电子科技大学电子工程学院，四川成都611731)ResearchofWeakSignalExtractionDeviceBasedonDDSCHENGZi—yang，CHENGYue，ZHAOYue，MOLi(1．SchoolofIndustrialManu{acturing，ChengduUniversity，Chengdu610106，China；2．SchoolofElectronicEngineering，UniversityElectron

2、icScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)摘要：为提取强噪声背景下的微弱信号，设计以不可避免地会损伤到有用信号；二是利用非线性系MSP430F5529为主控制器的微弱信号提取装置。统理论和智能算法对微弱信号进行检测[3]，这类方在利用正交矢量锁定放大器原理的基础之上，通过法理论先进，但在硬件实现上难度高且成本高昂。直接数字式频率合成器和压控放大器来实现对被测随着数字电子技术的发展和高性能芯片的推出，使信号的跟踪，以达到对微弱信号提取的目的。开发性能好，成本低廉的微弱信号提取装置成为可关键词：正交矢量；锁定

3、放大器；直接数字式频能。直接数字式频率合成器DDS(directdigital率合成器；压控放大器synthesizer)是从相位出发直接合成所需波形的一中图分类号：TN74种频率合成器，与传统的频率合成器相比，具有低成文献标识码：A本、低功耗、高分辨率和转换时间快等优点。因此，文章编号：1001—2257(2014)06—0018—04有必要研究通过直接数字频率合成技术，实现对微Abstract：Forweaksignalextractionfrom弱信号提取的方法。strongnoisebackground，theweaksignalextrac—1系统总体

4、方案设计tiondeviceisdesignedwithMSP430F5529asthemaincontroller．Thedesignisbasedontheprinci—系统包括信号检测部分和信号提取部分。检测pieoforthogonalvectorlock—inamplifier，through部分由带通滤波器和锁相放大器组成。提取部分由directdigitalfrequencysynthesizerandvoltage信号合成芯片和压控放大器组成，实现对被测信号controlledamplifiertotrackthemeasuredsignal，的

5、跟踪。系统设计总体结构如图1所示。inordertoachievethepurposeofweaksignalex—被测信号traction．④—叫带通滤波器hff=噪声源卜j0l『Keywords：orthogonalvector；lock—inampli—二二===⋯．1ll直流放大器HLPF1HPSDI_『ltier；DDS；voltagecontrolledamplifierL舾lL三嗣旦_二j医L二二二=二二=i丽丽f——_Tl—一一■．一l主rDDS信号生成器H压控放大器0引言．．【=二二=—=——]一双路A／D控制器MSP430F5529-1D／A

6、l_———在通讯、图像处理、机械结构损伤分析及故障诊断等一些应用场合，需要提取出被噪声淹没的微弱U坚l里里堂l信号。目前，微弱信号检测方法主要集中于2个方图1系统组成面：一是利用现代信号处理方法对噪声进行抑制和2正交矢量锁定放大器工作原理消除n]，这类方法当噪声频率和信号频率接近时，正交矢量锁相放大器是在常用锁相放大器的结收稿日期：2013—12—23构上演变而来。它包括信号通道、参考通道、相敏检基金项目：四川省高等教育质量工程大学生创新实验项目(33313)成都学院校基金重点项目(2012XlZ03)测器(PSD)和低通滤波器(LPF)[4-s]。·18·《机

7、械与电子》2O14(6)得：容易受到环境噪声的干扰，所以在信号幅度很小时相对误差较大，但都在1O以内。输出信号与被测_o．5log10(G(+1(16)信号的相位差主要取决于AD9851的相位分辨率，4软件设计而AD9851的相位增量为l1．25。。系统采用TI公司MSP430F5529作为主控制6结束语器，在CCS5．2编译器上通过C语言完成了对利用DDS技术，设计了微弱信号提取装置，以AD9851，TLV5616，ADS1115，LCD102×64以及按正交矢量锁相放大器实现对大噪声下微弱信号的检键等模块的驱动和软件开发，为实现良好的操控性测，在得到被测信号

8、的幅值、频率和相位特性后