2014--基于锁相放大器的微弱信号检测研究

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1、2014--基于锁相放大器的微弱信号检测研究中图分类号型２２２：§学校代码！＝Ｑ§圣圣ＵＤＣ３８密级公珏硕士学位论文基于锁相放大器的微弱信号检测研究ＷｅａｋＳｉｇｎａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＬｏｃｋ－ｉｎＡｍｐｌｉｆｉｅｒ一作者姓名：聂娅琴学科专业：电子与通信工程研究方向：微弱信号检测学院（系、所）：物理与电子学院指导教师：许雪梅副教授论文答辩日期２皇！丝：篁：多ｔ７答辩委员会主席趔中南大学２０１４年５月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特

2、别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：墨垫墨日期：旦年！月尘日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或

3、其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：莲鲻日期：塑！生年』月型日导师繇趟、日期：上型ｉ年』月量曰万方数据硕士学位论文摘要基于锁相放大器的微弱信号检测研究摘要：微弱信号检测是随着工程应用而不断发展的一门学科。近年来，微弱信号检测相关研究已经成为一个热点研究领域，具体表现在对微弱信号检测方法的探寻、对微弱信号检测系统的设计、对微弱信号检测仪器的研发。本文中主要研究了利用锁相放大器进行有用信号提取的微弱信号检测原理与实现方法。首先介绍了微弱信号检测的基本理论与常见的几种检测方法，重点介绍了利用数字锁相放大器进行信号检测的原理。在

4、此基础上，结合数字锁相放大器的相关检测原理，给出了数字锁相放大器的整体设计方案，着重从相关检测原理算法和移相算法方面对数字锁相放大器的设计作了深入探讨。重点研究了采样频率与相关运算结果的关系，在设计的过程中先使用ＭＡＴＬＡＢ进行算法上的模拟，从模拟结果发现参考信号为方波而采样频率与信号频率成一定关系时，系统相关运算存在固有误差。为减少该误差，提出了将动态采样率的方法引入数字锁相放大器设计中，运算发现动态采样的采样频率数越多，奇点产生的误差越少，有效地解决奇点问题。最后，使用ＬａｂＶＩＥＷ对设计的系统进行仿真测试。测试结果表明该数字锁相放大器在信号幅度为

5、５Ｖ、噪声标准差小于等于５０时（ＳＮＩ？＝．３４．０４ｄＢ），能有效地检测出频率为５００ｋＨｚ以下的信号，系统检测结果与理论计算值的相对误差基本不超过２％。图３４幅，表３个，参考文献６１篇。关键词：微弱信号；数字锁相放大器；采样率；ＬａｂＶＩＥＷ分类号：ＴＮ７２２．５ＩＩ万方数据硕士学位论文Ａｂｓ妇ｃｔＷｅａｋＳｉｇｎａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＬｏｃｋ－ｉｎＡｍｐｌｉｆｉｅｒａＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＷｅａｋｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉＳｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｗｈｉｃｈｄｅｖｅｌｏｐｓｗｉｔｈｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａ

6、ｔｉｏｎ．Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｗｅａｋｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅｗｅａｋａｈｏｔｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｅｘｐｌｏｍｇｏｆｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｗｅａｋｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｕｓｅｓｏｆｗｅａｋｓｉｇｎａｌｔｅｓｔｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．ＴｈｉＳＰ印ｅｒｍａｉｎｌｙｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｅ

7、ｔｈｏｄｏｆｗｅａｋｔｈｅｐｈａｓｅ．１０ｃｋｅｄａｍｐｌｉｆｉｅｒｔｏｅｘｔｒａｃｔｕｓｅｆｕｌｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗｈｉｃｈｓｉｇｎａｌｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙｏｆｗｅａｋｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｖｅｒａｌｐｏｐｕｌａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ｗｈｅｒｅｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｄｉｇｉｔａｌｐｈａｓｅ—ｌｏｃｋｅｄａｍｐｌｉｆｉｅｒｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｇｉｖｅｎｓｉｇｎａｌｒｅｌａｔｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｍａｉｎｌ

8、ｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；ｏｎｏｆｄｉｇｉｔａｌｐｈａｓｅ．１０ｃｋｅｄａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｄｅ