微弱信号检测的论文

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1、2012年8月8日摘要本设计采用TI公司的AD630作为作为整个系统的核心，先通过一个反向加法器将输入的微弱信号和1v左右的强噪声结合，然后经过纯电阻网络衰减，再通过前置放大OPA2134负反馈运放，将加法后的混合信号放大接给微弱信号检测电路，再通过AD630检波和低通滤波电路，将噪声滤除，最后输出微弱信号，通过A/D模块将采样后信号传送给单片机，由单片机控制液晶的输出。OPA2134，OPA2227采用双电源供电，电压范围+2.5V~+18V之间，采用开关双电源+15V供电，单片机模块电路采用USB5V供电，液晶电压有单片机

2、供给。经测试，系统性能稳定，精度达到题目要求。目录一、系统方案………………………………………………………………………………11.方案的比较与选择………………………………………………………………………11.1加法器方案………………………………………………………………………………11.2纯电阻分压网络…………………………………………………………………………11.3微弱信号检测电路………………………………………………………………………11.4显示电路方案……………………………………………………………………………21.5总体思路………

3、………………………………………………………………………2二、系统理论分析与计算………………………………………………………………32.1加法器的分析…………………………………………………………………………32.2衰减电路的分析…………………………………………………………………………32.3前置放大分析……………………………………………………………………………32.4微弱信号检测输入阻抗分析…………………………………………………………4三、电路与程序设计………………………………………………………………………43.1电路设计…………

4、………………………………………………………………………43.2电源模块…………………………………………………………………………………43.3加法器模块………………………………………………………………………………53.4衰减与前置放大模块……………………………………………………………………53.5AD630锁相检测模块……………………………………………………………………53.6滤波模块…………………………………………………………………………………63.7显示模块…………………………………………………………………………………6四、

5、测试方案与测试结果…………………………………………………………………74.1测试方案及测试条件……………………………………………………………………74.2测试结果完整性………………………………………………………………………74.3测试结果分析……………………………………………………………………………7五、总结展望…………………………………………………………………………………7附录1：电路原理图………………………………………………………………………8附录2：实物图………………………………………………………………………………8附录

6、2：液晶调试程序………………………………………………………………………9微弱信号检测电路（A题）【本科组】一、系统方案1．1、加法器方案加法器选用运放OPA2134的一个运放搭建反向放大器，有“虚短”、“虚断”，可实现两个模拟信号的叠加。1.2纯电阻分压网络纯电阻分压网络采用电阻分压，纯电阻衰减避免引入多余的噪声源，本设计采用2.4k与20V两电阻分压形式分压1.3微弱信号检测电路方案一：滤波法。滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。方案二：锁相放大法。锁相放大是利用待测信号和参考信号的相互关检

7、测原理来实现对信号的窄带化处理，能够有效的抑制噪声，实现对信号的检测方案三：取样积分法。取样积分法是近代物理实验室中测量噪声中微弱周期，重复信号的一种有力方法，通常我们可以设想用压缩带宽高低通滤波器的办法来达到此目的。对以上三种方案进行比较，方案一在低频段时，RC滤波电路的输出波动很大，难以达到要求的相位精度，而方案二能够有效抑制噪声，符合要求。采用方案三由于数据过于繁琐，操作麻烦，且必须采集到众多的数据才能体现出此法的优越性。经过比较，锁相放大法更具有优越性，所以采用锁相放大法。锁相放大电路图微弱信号检测由三部分组成：前置放

8、大、AD630整流模块，滤波电路组成。前置放大主要针对微弱信号的振幅不满足理想放大的输入信号尽可能大的条件进行的设计。AD630锁相环放大模块具有极高的放大倍数，当有辅助前置放大器，增益可达101l(即220dB)，能检测极微弱信号交流输入、直流输出，其直流输出电压正比于输入