摘要：微弱信號檢測是隨著工程應用而不斷發展的一門學科。近年來，微弱信號檢測相關研究已經成為一個熱點研究領域，具體表現在對微弱信號檢測方法的探尋、對微弱信號檢測系統的設計、對微弱信號檢測儀器的研發。本文中主要研究了利用鎖相放大器進行有用信號提取的微弱信號檢測原理與實現方法。
首先介紹了微弱信號檢測的基本理論與常見的幾種檢測方法，重點介紹了利用數字鎖相放大器進行信號檢測的原理。在此基礎上，結合數字鎖相放大器的相關檢測原理，給出了數字鎖相放大器的整體設計方案，著重從相關檢測原理算法和移相算法方面對數字鎖相放大器的設計作了深入探討。
重點研究了采樣頻率與相關運算結果的關系，在設計的過程中先使用MATLAB進行算法上的模擬，從模擬結果發現參考信號為方波而采樣頻率與信號頻率成一定關系時，系統相關運算存在固有誤差。為減少該誤差，提出了將動態采樣率的方法引入數字鎖相放大器設計中，運算發現動態采樣的采樣頻率數越多，奇點產生的誤差越少，有效地解決奇點問題。
最后，使用LabVIEW對設計的系統進行仿真測試。測試結果表明該數字鎖相放大器在信號幅度為5V、噪聲標準差小于等于50時（SWR=.34.04dB），能有效地檢測出頻率為500kHz以下的信號，系統檢測結果與理論計算值的相對誤差基本不超過2%。
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上傳時間： 2022-06-18
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