微弱信號檢測裝置 四川理工學院 劉鵬飛、梁天德、曾學明 摘要： 本設計以TI的Launch Pad為核心板，采用鎖相放大技術設計并制作了一套微弱信號檢測裝置，用以檢測在強噪聲背景下已知頻率微弱正弦波信號的幅度值，并在液晶屏上數字顯示出所測信號相應的幅度值。實驗結果顯示其抗干擾能力強，測量精度高。 關鍵詞：強噪聲；微弱信號；鎖相放大；Launch Pad Abstract: This design is based on the Launch Pad of TI core board, using a lock-in amplifier technique designed and produced a weak signal detection device, to measure the known frequency sine wave signal amplitude values of the weak in the high noise background, and shows the measured signal amplitude of the corresponding value in the liquid crystal screen. Test results showed that it has high accuracy and strong anti-jamming capability. Keywords: weak signal detection; lock-in-amplifier; Launch Pad 1、引言 隨著現代科學技術的發展，在科研與生產過程中人們越來越需要從復雜高強度的噪聲中檢測出有用的微弱信號，因此對微弱信號的檢測成為當前科研的熱點。微弱信號并不意味著信號幅度小，而是指被噪聲淹沒的信號，“微弱”也僅是相對于噪聲而言的。只有在有效抑制噪聲的條件下有選擇的放大微弱信號的幅度，才能提取出有用信號。微弱信號檢測技術的應用相當廣泛，在生物醫學、光學、電學、材料科學等相關領域顯得愈發重要。 2、方案論證 針對微弱信號的檢測的方法有很多，比如濾波法、取樣積分器、鎖相放大器等。下面就針對這幾種方法做一簡要說明。 方案一：濾波法。 在大部分的檢測儀器中都要用到濾波方法對模擬信號進行一定的處理，例如隔離直流分量，改善信號波形，防止離散化時的波形混疊，克服噪聲的不利影響，提高信噪比等。常用的噪聲濾波器有：帶通、帶阻、高通、低通等。但是濾波方法檢測信號不能用于信號頻譜與噪聲頻譜重疊的情況，有其局限性。雖然可以對濾波器的通頻帶進行調節，但其噪聲抑制能力有限，同時其準確性與穩定性將大打折扣。
上傳時間： 2013-11-04
上傳用戶：lty6899826
提出了一種改進的基于直接頻率合成技術（DDS）的任意波形發生器在現場可編程門陣列（FPGA）上的實現方法。首先將三角波、正弦波、方波和升/降鋸齒波的波形數據寫入片外存儲器，當調用時再將相應的數據移入FPGA的片上RAM，取代分區塊的將所有類型波形數據同時存儲在片上RAM中的傳統方法；再利用正弦波和三角波的波形在4個象限的對稱性以及鋸齒波的線性特性，通過硬件反相器對波形數據和尋址地址值進行處理，實現了以1/4的數據量還原出精度不變的模擬信號，從而將整體的存儲量減小為原始設計方案的5%。經驗證，這種改進方法正確可行，能夠大大降低開發成本。
上傳時間： 2013-12-25
上傳用戶：日光微瀾
控制策略上采用瞬時電流跟蹤控制技術對并網逆變器進行控制，使逆變輸出電流能夠快速動態跟蹤電網電壓，逆變電流波形保持正弦波，達到與電網電壓同頻同相。從而大大減少了對電網的諧波污染，提高了風力發電的并網效率和可靠性。同時，對該方法在Matlab R2008a中利用Simulink仿真電力系統工具箱進行了建模與仿真，仿真結果驗證了其正確性和可行性。
上傳時間： 2013-12-29
上傳用戶：z240529971
光伏逆變電源并網運行時本質上為電流源。其輸出電流濾波不但會對電網產生嚴重的諧波污染，同時其輸出電流鎖相不精確會降低系統的轉化效率。針對以上問題，采用電流瞬時值和電流有效值雙閉環控制策略實現對輸出電流波形的控制；研制一種具有尖峰抑制作用的LCL 濾波器，通過對其數學模型的幅頻分析說明了其良好的濾波特性；設計了一種軟件鎖相環，并在此基礎上通過α 角的修正實現了精確可靠地鎖相。實驗結果驗證了設計的合理性和正確性，實現了單位功率因數輸出正弦波電流。
上傳時間： 2013-11-18
上傳用戶：ikemada
音頻在電信號中表現為多個正弦波疊加而形成。音樂的大小就表現為是演唱者的聲音的強弱起伏，它在音頻信號中表現為正弦波的波峰和波谷，所以在他達到波峰時說明他的音量大。在波谷是音量就小，所就需要一個觸發電路使他在音量大的時候就彩燈發光，音量小的時候燈滅。綜合考慮：選擇了NE555夠成的單穩態電路，由于單穩態電路是低電平觸發所以還需要一個反相放大器。
上傳時間： 2013-11-06
上傳用戶：lz4v4
波形種類：正弦波、方波。 頻率上限：12M.個人親自實現，波形相當穩定，頻率及相位均可任意調節。
上傳時間： 2013-11-25
上傳用戶：lvchengogo
摘要：本文以兩相雙極式步進電機為例，介紹了一種利用單片機自帶的PWM模塊實現步進電機細分驅動的方法。該方法充分利用單片機的PWM硬件資源，通過配置硬件PWM模塊，產生占空比不同的方波，在電機線圈內產生近似正弦波的階梯型電流。與常用的恒頻脈寬調制方式相比，該方法不需要EI／A轉換器和鋸齒波發生器，不僅有利于簡化電路和節約成本，而且能提高細分精度和電機運行平穩性，適用于需要精密控制的儀器儀表。關鍵詞：PWM；細分驅動；步進電機；單片機
上傳時間： 2014-01-21
上傳用戶：dalidala
本文介紹了基于PIC16F73單片機產生SPWM控制波形，驅動全橋逆變電路組成的在線式純正弦波UPS電泰達銘機電科技有限公司源系統，采用電壓反饋閉環，提高了系統控制精度，給出了軟件流程圖及部分實驗波形
上傳時間： 2013-11-07
上傳用戶：liuxinyu2016
制作一個正弦信號發生器的設計:（1）正弦波輸出頻率范圍：1kHz～10MHz；（2）具有頻率設置功能，頻率步進：100Hz；（3）輸出信號頻率穩定度：優于10-2；（4）輸出電壓幅度：1V到5V這間；（5）失真度：用示波器觀察時無明顯失真。（6）輸出電壓幅度：在頻率范圍內 負載電阻上正弦信號輸出電壓的峰-峰值Vopp=6V±1V；（7）產生模擬幅度調制(AM)信號：在1MHz~10MHz范圍內調制度ma可在30%～100%之間程控調節，步進量50%，正弦調制信號頻率為1kHz，調制信號自行產生；（8）產生模擬頻率調制(FM)信號：在100kHz~10MHz頻率范圍內產生20kHz最大頻偏，正弦調制信號頻率為1kHz，調制信號自行產生；（9）產生二進制PSK、ASK信號：在100kHz固定頻率載波進行二進制鍵控，二進制基帶序列碼速率固定為10kbps，二進制基帶序列信號自行產生；
標簽： 正弦信號發生器
上傳時間： 2014-12-21
上傳用戶：Jerry_Chow
含原理圖+電路圖+程序的波形發生器:在工作中，我們常常會用到波形發生器，它是使用頻度很高的電子儀器。現在的波形發生器都采用單片機來構成。單片機波形發生器是以單片機核心，配相應的外圍電路和功能軟件，能實現各種波形發生的應用系統，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統的基礎，軟件則是在硬件的基礎上，對其合理的調配和使用，從而完成波形發生的任務。 波形發生器的技術指標：（1） 波形類型：方型、正弦波、三角波、鋸齒波；（2） 幅值電壓：1V、2V、3V、4V、5V；（3） 頻率值：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；（4） 輸出極性：雙極性操作設計1、 機器通電后，系統進行初始化，LED在面板上顯示6個0，表示系統處于初始狀態，等待用戶輸入設置命令，此時，無任何波形信號輸出。2、 用戶按下“F”、“V”、“W”，可以分別進入頻率，幅值波形設置，使系統進入設置狀態，相應的數碼管顯示“一”，此時，按其它鍵，無效；3、 在進入某一設置狀態后，輸入0~9等數字鍵，（數字鍵僅在設置狀態時，有效）為欲輸出的波形設置相應參數，LED將參數顯示在面板上；4、 如果在設置中，要改變已設定的參數，可按下“CL”鍵，清除所有已設定參數，系統恢復初始狀態，LED顯示6個0，等待重新輸入命令；5、 當必要的參數設定完畢后，所有參數顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統會將各波形參數傳遞到波形產生模塊中，以便控制波形發生，實現不同頻率，不同電壓幅值，不同類型波形的輸出；6、 用戶按下“EN”鍵后，波形發生器開始輸出滿足參數的波形信號，面板上相應類型的運行指示燈閃爍，表示波形正在輸出，LED顯示波形類型編號，頻率值、電壓幅值等波形參數；7、 波形發生器在輸出信號時，按下任意一個鍵，就停止波形信號輸出，等待重新設置參數，設置過程如上所述，如果不改變參數，可按下“EN”鍵，繼續輸出原波形信號；8、 要停止波形發生器的使用，可按下復位按鈕，將系統復位，然后關閉電源。硬件組成部分通過綜合比較，決定選用獲得廣泛應用，性能價格高的常用芯片來構成硬件電路。單片機采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅動器 ULN2803A（一塊）,運算放大器 LM324（一塊） 波形發生器的硬件電路由單片機、鍵盤顯示器接口電路、波形轉換（D/ A）電路和電源線路等四部分構成。1.單片機電路功能：形成掃描碼，鍵值識別，鍵功能處理，完成參數設置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產生定時中斷；形成波形的數字編碼,并輸出到D/A接口電路；如電路原理圖所示： 89C51的P0口和P2口作為擴展I/O口，與8255、0832、74LS373相連接，可尋址片外的寄存器。單片機尋址外設，采用存儲器映像方式，外部接口芯片與內部存儲器統一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時復用）和P2，P2口提供高8位地址線，P0口提供低8位地址線。P0口同時還要負責與8255，0832的數據傳遞。P2.7是8255的片選信號，P2.6是0832（1）的片選，P2.5是0832（2）的片選，低電平有效，P0.0、P0.1經過74LS373鎖存后，送到8255的A1、A2作，片內A口，B口，C口，控制口等寄存器的字選。89C51的P1口的低4位連接4只發光三極管，作為波形類型指示燈，表示正在輸出的波形是什么類型。單片機89C51內部有兩個定時器/計數器，在波形發生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初值，定時器的溢出信號作為中斷請求。控制定時器中斷的特殊功能寄存器設置如下：定時控制寄存器TCON＝（０００１００００）工作方式選擇寄存器（TMOD）＝（００００００００）中斷允許控制寄存器（IE）＝（１０００００１０）2、鍵盤顯示器接口電路功能：驅動6位數碼管動態顯示； 提供響應界面； 掃面鍵盤； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅動器ULN2803A，6位共陰極數碼管（LED）和4×4行列式鍵盤組成。8255的C口作為鍵盤的I/O接口，C口的低4位輸出到掃描碼，高4位作為輸入行狀態，按鍵的分布如圖所示。8255的A口作為LED段碼輸出口，與74LS244相連接，B口作為LED的位選信號輸出口，與ULN2803A相連接。8255內部的4個寄存器地址分配如下：控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A電路功能：將波形樣值的數字編碼轉換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構成由兩片0832和一塊LM324運放組成。0832（1）是參考電壓提供者，單片機向0832（1）內的鎖存器送數字編碼，不同的編碼會產生不同的輸出值，在本發生器中，可輸出1V、2V、3V、4V、5V等五個模擬值，這些值作為0832（2）的參考電壓，使0832（2）輸出波形信號時，其幅度是可調的。0832（2）用于產生各種波形信號，單片機在波形產生程序的控制下，生成波形樣值編碼，并送到0832（2）中的鎖存器，經過D/A轉換，得到波形的模擬樣值點，假如N個點就構成波形的一個周期，那么0832（2）輸出N個樣值點后，樣值點形成運動軌跡，就是波形信號的一個周期。重復輸出N個點后，由此成第二個周期，第三個周期……。這樣0832（2）就能連續的輸出周期變化的波形信號。運放A1是直流放大器，運放A2是單極性電壓放大器，運放A3是雙極性驅動放大器，使波形信號能帶得起負載。地址分配：0832（1）：DFFFH ，0832（2）：BFFFH4、電源電路：功能：為波形發生器提供直流能量；構成由變壓器、整流硅堆，穩壓塊7805組成。220V的交流電，經過開關，保險管（1.5A/250V），到變壓器降壓，由220V降為10V，通過硅堆將交流電變成直流電，對于諧波，用4700μF的電解電容給予濾除。為保證直流電壓穩定，使用7805進行穩壓。最后，＋5V電源配送到各用電負載。
上傳時間： 2013-11-08
上傳用戶：685
