弱信号锁相放大CD552-R3电路.pdf

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1、第23卷第lO期传感技术学报V01．23No．10CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS0ct．20102010年10月CD552-R3Lock·inAmplifierCircuitforWeakSignalHEMingxia，QUQiuhong，LIMeng，WANGWenxia(CollegeofPrecisionI~tmmentand@to—ElectronicsEngineeringandCentreforTerahertzWaves，TianjinUniversity，nnn300072，China)Abstract：L

2、ock-inamplifier(LIA)techniqueisoneofimportantmethedsforweaksignaldetection．AnovelUAcir-cuitbasedonCD552一R3phasesensitivedetectorisdesignedfortheweaksignaldetectionunderstrongbackgroundnoise．Theperformancetestonamplitudediscrimination，phasediscriminationandsignaldetectionundernoiseofd

3、if-ferentlevelshasbeencompletedwithstandardandnoise—mixedsignalsgivenbyMultifunctionSignalGenerator．TheresultshowsthattheCD552一R3LIAcircuithasgoodperformanceamplitudediscriminationandphasediscrimination．Itslinearityinput-outputisabove0．9999，itcanobtainMillivoltlevelsignalsunderstrong

4、backgroundnoise，andthesignalnoiseratioreaches——36dB．ItmeanstheLIAcircuitcangetweaksignalunderanoisebackgroundeasily．Keywords：noise；weaksignal；phasesensitivedetector；Lock—inamplifier；CD552-R3EEACC：1220：1250doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2010．10．019弱信号锁相放大CD552一R3电路术何明霞，曲秋红，李萌，王文霞(天津大学精密

5、仪器与光电子工程学院，天津大学太赫兹波中心，天津300072)摘要：锁相放大电路是微弱信号检测的重要方法。基于CD552一R3相敏检波芯片设计了一种锁相放大电路，应用于大背景噪声下微弱信号的检测。采用信号发生器产生的标准信号和染噪信号，对该锁相放大电路进行了鉴幅和鉴相性能测试，并在不同强度噪声下对弱信号进行检测。测试结果表明：研制的锁相放大电路输出线性度高于o．9999，具有良好的鉴幅和鉴相特性，能将信噪比为一36dB的毫伏级信号提取出来，可用于大背景噪声下微弱信号的检测。关键词：噪声；弱信号；相敏检波；锁相放大；CD552一R3中图分类号：TP271文献标识码

6、：A文章编号：1004—1699(2010)10—1454—04锁相放大技术又称为锁定放大技术⋯，用于检测1CD552．R3锁相放大电路伴随强背景噪声的微弱信号，有抗干扰能力强、能获取被测量大小和方向的变化等优点，能非常有效地提基于CD552一R3的锁相放大电路的整体结构如高测量精度，已被广泛应用于信号检测和自图1所示，主要由信号通道、参考通道、相敏检波器动控制。通常锁相放大电路分为模拟锁相放大(PSD)和低通滤波器(LPF)组成。其中信号通道由电路和数字锁相放大电路。其中模拟锁相放大电路是以模拟乘法器为核心元件构成，而数字锁相放大电圈幢i路则是以数字信号处理器

7、为核心元件构成。通常设计的模拟锁相放大电路，电路结构复杂，体积比较大，一!：一一一一一．一；动态性能比较差。因此，本文提出基于高性能高集成慝度的芯片CD552．R3设计的一种功能型锁相放大电路，该电路集成化程度高，外围电路简单以及信号线图1CD552一R3锁相放大电路整体结构框图性度高，适用于伴随强噪声的微弱信号的检测。项目来源：国家自然基金资助项目(60977064)；天津市科技支撑计划重点项目资助(09ZCKFGX01500)；天津市应用基础项目资助(10JCYBJC叭400)收稿日期：2010—04—13修改日期：2010—05—04第10期何明霞，曲秋红

8、等：弱信号锁相放大CD5