锁相放大器的软件实现与参数测量.pdf

《锁相放大器的软件实现与参数测量.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、计算机与现代化2007年第2期JISUANJIYUXIANDAIHUA总第138期文章编号：1006-2475（2007）02-0019-03锁相放大器的软件实现与参数测量向英1，吴先球2（1.广东技术师范学院，广东广州510665；2.华南师范大学，广东广州510631）摘要：介绍了锁相放大器测量微弱信号的原理，进而介绍了一款基于LabVIEW的教学型数字锁相放大器的设计，并且用DLIA完成了参数测量实验，整个系统达到了实验所要求的精度。关键词：锁相放大器；虚拟仪器；相关检测中图分类号：TP311.52文献标识帧码：ARealizationof

2、Lock-in-amplifierSoftwareandParameterMeasurement1，WUXiang-giu2XIANGYing（1.GuangdongPoiytechnicNormaiUniversity，Guangzhou510665，China；2.SouthChinaNormaiUniversity，Guangzhou510631，China）Abstract：Thepaperintroducestheprincipieonwhichtheiock-in-ampiifierchecksweaksignaisandthedes

3、ignofaLabVIEW-basedandteaching-orienteddigitaiiock-in-ampiifier.then，anexperimentonparametermeasurementisconductedwiththeheipofDLIA，andasaresuitthewhoiesystemachievesthereguiredprecision.Keywords：iock-in-ampiifier；virtuaiinstrument；reievantmeasurementLabVIEW7.1，开发设计了一种教学型虚拟数字

4、锁相0引言放大器，并且利用该DLIA完成参数测量实验，测量结微弱信号检测是一门新兴的科学技术，其目的是果可以实时、直观地显示出来，给LIA原理和应用的从强噪声中检测、恢复有用信号，或用一些新技术和学习带来了极大的方便。新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。锁相放1锁相放大器的工作原理大器（Lock-inampiifier，LIA）自问世以来，在微弱信号检测方面显示出优秀的性能，在科学研究的各个领域在微弱信号检测中，大都采用互相关检测原理。得到了广泛的应用。它利用待测信号和参考信号的所谓相关，是指两个函数间有一定的关系。如果它们互相关检测原理实现对

5、信号的窄带化处理，能有效地的乘积对时间求平均（积分）为零，则表示这两个函数抑制噪声，实现对信号的检测和跟踪。数字锁相放大不相关（彼此独立）；如果不为零，则表示两者相关。器是伴随着计算机技术、CRT显示技术、通信与网络相关的概念按两个函数的关系又可以分为自相关和技术、微电子技术的高速发展而发展起来的。由于数互相关两种。由于互相关检测抗干扰能力强，因此，字锁相放大器花费小、重量轻、能用计算机进行远程检测微弱信号的锁相放大器采用该原理。图1为锁控制等优点，已经逐步应用到了物理、化学、生物医学相放大器的原理框图。等各个领域。微机化数字锁相放大器的核心部件

6、是微型计算机，锁相放大器所必须的各种移相、相敏检测等功能都是由微型计算机软件来实现。图1锁相放大器工作原理框图本文利用美国NI公司优秀的虚拟仪器开发软件收稿日期：2006-03-13作者简介：向英（1973-），女，陕西临潼人，广东技术师范学院讲师，研究方向：计算机应用和电工电子教学；吴先球（1968-），男，广东人，华南师范大学教授，博士，研究方向：虚拟仪器远程仿真实验。计算机与现代化2007年第2期相关器是用来完成求解参考信号和被测信号之间相关函方波驱动电路（SguareWaveformDriver）：将相移后的正弦数的电子线路，它由相敏检波

7、器和积分时间无限长的积分器波转换为幅值为lmV的l：l方波。构成。相敏检波器是其核心部件，是用来完成参考信号和被加法器（WaveformAdder）：将正弦信号与噪声信号叠加。测信号之间乘法的电子线路。图2为相关器检测原理图。面板上有输出波形显示。交流放大器（ACAmplifier）：对叠加后的信号进行交流放大。放大倍数由面板控制，一般设为lX，l0X，l00X。图2相关检测器原理框图当两输入信号的振幅一定时，相敏检波器的输出与输入信号的相位差的余弦成正比。两同相信号检波后输出最大；而反相时为负最大；相差90度或270度时为零。相敏检波器的原理比

8、较简单，它的输出信号V0是输入信号Vs与参考信号VR的乘积。Vs=EiCos（!ot+"）+EnCos（!nt+#）VR=ERCos（!