锁定放大器 matlab,锁定放大器的MATLAB建模与仿真
然薰烈然 时 锁定放大器的 丁 建模与仿真 熊新兵 刘 明 堂 焦 晓军中南 民族 大 学 湖 北 武汉 摘 要 锁 定放 大 器 能 够检 测 淹没在 强 噪声背景 下 的 微弱 信号 , 是现代科 学技术 中必 不 可 少 的 仪器 。 是 高效的 大型 科 学计 算软件 。 采 用 的 工 具 箱 时锁 定放 大 器进行 了建模和 仿 真 , 并对仿 真计算结 果 进行 了分析 。关键词 锁 定放 大 器 孔 建模 引言 在测量 中 , 采取适 当的屏蔽 、滤 波等 措施 , 可 以 基本 上 消 除来 自仪器外部 的干扰 二对 由于材料 、 器件的物理原 因产生的噪声 , 如 元器件 中的 热 噪 声 、 散粒噪声所形成 的 白噪声 和 厅低频 噪声 , 则必须采取特定 的方法才能尽 量减小其影 响 。 如果所检测 信号 的信噪 比 足够大 , 可 以 用 滤 波器消除带外 噪声 。 而在微弱信号 的检测 中 , 由于信噪 比太低 , 这些 噪声用 常规 的滤波器无法 消除 。 锁定 放大器是一 种能在强 噪声背景 中获取微弱信号 的检测仪器 。 锁定放 大器采用 互相 关技术 , 使仪器 抵 制 噪 声 的 性 能 提 高 了 好 几 个 数 量级 。 另 外还 可 以用斩波技术 , 把低频 以 至直流信号变 成高频 交 流信号进 行 处 理 , 从而避免了低频段 的 噪声影响 。 锁定 放大器锁定放大器具有极 强 的抗 噪声性能 。 它和一般和带通放大器不 同 , 输 出信 号并 不 是输人 信号 的放大 , 而是把交 流信号放大并变成相应 的直流信号 。 因此 , 这 实 际 上 不 符合 常 规 放 大 器 的 功 能 , 锁定放 大 器 的名 称 肠 一 可 理 解为 把待 测 信号 中 一 与参考信号 同步 的 信号放大并检测 出来 , 因 为锁定放大器中是用相敏检波器进行相关运算来实现这一点的 , 所 以也有 的书 中称之为锁相放大器 。 锁定放大器有如下特点 极 高 的放 大倍 数 , 总 增 益 可 高达, 即 ,‘倍 。 交 流 输 人 、 直 流 输 出 。 满刻度灵敏度达 林 , , 甚至量级 。 ’非相 干信号输人过载 电压可 达 以上 , 即噪声大 于信号几千倍时仍能正常检测 。 锁定放大器的原理 典型 的锁定放大器 的原理框 图如 图 所示 锁定放大器一般 由信号通道 、 参考通道 和相 关器 三部分组成 。 信号通道 的作用是将 弱信号放大到足 以 推动相关器 公 司开 发 的用 于 算 法 设计 和建模 仿真 并 实 时 实 现 的 理想 集成 环 境 。 具有完整 的专业体系和 先进 的设计开发思路 , 在 多 种 领域都有 广 阔的应用 空 间 , 特别 是在信息工程 系统 的设计 开 发 上 已 经 成 为 行 内 的 首 选 设 计 工具 。 目前 的最新 版本是 。 在 中建立 了的锁定放大器的模型 如 图 , 模 型 有 一 个输人端 , 四个输 出端 中有三 个是用来 防止运算溢 出的 仅 有 是 信 号 输 出 端 。 ‘ ℃ ” 、 卜 ⋯⋯ 弋 ,相关器 早一 , 、 信号输 奋 乘法器 积 才冲巨丫 ’ ⋯⋯ 降露 一 ’ 相关 少呸秘, 乘法剑 入上 , 丈 触发 万 相电路 变换 电路 方驱 动 图 锁定放大器 的原理框 图 工作 的 电平 , 并兼有抑制和滤 除部分干扰及 噪声 的功能 。 相关器是一种完成被测 信号 与参考信号互相关 函数运 算的单元 电路 , 由乘法器和积分
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