微弱信號(hào)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)檢測(cè)電路，具體的說(shuō)，涉及一種精密的微弱信號(hào)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微弱信號(hào)是指微弱量，如弱光、小位移、微振動(dòng)等，通過(guò)傳感器作非電量轉(zhuǎn)換，使檢測(cè)對(duì)象變?yōu)殡妷弘娏髂M量。但由于外界干擾，如傳感器本身噪音和測(cè)量?jī)x表的噪音，使有用信號(hào)被大量干擾和噪音淹沒(méi)，導(dǎo)致信號(hào)檢測(cè)誤差大。
[0003]所謂的微弱信號(hào)檢測(cè)電路是檢測(cè)出背景噪音覆蓋的微弱信號(hào)，現(xiàn)有的微弱信號(hào)檢測(cè)方法有多種，包括時(shí)域檢測(cè)法和頻域檢測(cè)法。由于時(shí)域檢測(cè)法的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且檢測(cè)精度較低；目前普遍采用頻域檢測(cè)法檢測(cè)微弱信號(hào)。
[0004]中國(guó)專利號(hào)CN203859727公開一種檢測(cè)微弱信號(hào)的裝置，主要由差分放大電路、帶通濾波電路、波形整形電路、移相電路、模擬乘法器、低通濾波器、AD轉(zhuǎn)換器和顯示器組成，通過(guò)該裝置將微弱信號(hào)提取，并計(jì)算得到檢測(cè)信號(hào)的有效值。在該裝置中，通過(guò)濾波電路得到的濾波信號(hào)，要經(jīng)過(guò)波形整形電路和移相電路進(jìn)行整形處理和移相處理，進(jìn)而輸出至鎖相環(huán)放大電路中。該裝置在一定程度上可進(jìn)行微弱信號(hào)的檢測(cè)，但該裝置的電路組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且該裝置的檢測(cè)速度無(wú)法滿足頻率較高的檢測(cè)信號(hào)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果可靠性差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種微弱信號(hào)檢測(cè)裝置，對(duì)微弱信號(hào)的快速、準(zhǔn)確、高效的進(jìn)行檢測(cè)，提高信號(hào)檢測(cè)的可靠性和精確性。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:微弱信號(hào)檢測(cè)裝置主要由加法器U1、帶通濾波器、相敏檢波器U6、移相器、低通濾波器U7和單片機(jī)及顯示器U5組成，被檢測(cè)信號(hào)1和白噪聲信號(hào)ZO與加法器Ul的信號(hào)輸入端電連輸出疊加信號(hào)D0，加法器Ul的信號(hào)輸出端與帶通濾波器的信號(hào)輸入端電連輸出濾波信號(hào)LO ;參考信號(hào)XO與被檢測(cè)信號(hào)1同頻，參考信號(hào)XO通過(guò)與移相器電連輸出移相信號(hào)Y0，濾波信號(hào)LO和移相信號(hào)YO與相敏檢波器U6的信號(hào)輸入端電連輸出解調(diào)信號(hào)J0，相敏檢波器U6的信號(hào)輸出端與低通濾波器U7的信號(hào)輸入端電連，低通濾波器U7的信號(hào)輸出端依次與單片機(jī)和顯示器相連，通過(guò)顯示器進(jìn)行顯示。
[0007]優(yōu)選的是，該檢測(cè)裝置加法器Ul的信號(hào)輸入輸出信號(hào)為:被檢測(cè)信號(hào)1和白噪聲信號(hào)ZO分別通過(guò)電阻R2和電阻R3與加法器Ul的同相端電連，加法器Ul的反相端與加法器Ul的輸出端電連。
[0008]為濾除尚頻和低頻噪聲?目號(hào)，提尚系統(tǒng)檢測(cè)性能，米用中心頻率為80Hz的濾波器，且濾波器Q值高，選頻精度高。所述帶通濾波器共包括三級(jí)運(yùn)算放大器，第一級(jí)運(yùn)算放大器U2的反相端與電容C3和電阻R8電連，電容C3的另一端分別與電容C4和電阻Rl電連，電阻Rl的另一端與加法器Ul的輸出端電連。電容C4的另一端和電阻R8的另一端與第一級(jí)運(yùn)算放大器U2的輸出端電連，第一級(jí)運(yùn)算放大器U2的同向端接地；第二級(jí)運(yùn)算放大器U3的反相端與電容C5和電阻Rll電連，電容C5的另一端分別與電容C6和電阻RlO電連，電阻RlO的另一端與第一級(jí)運(yùn)算放大器U2的輸出端電連。電容C6的另一端和電阻Rll的另一端與第二級(jí)運(yùn)算放大器U3的輸出端電連，第二級(jí)運(yùn)算放大器U3的同向端接地；第三級(jí)運(yùn)算放大器U4的反相端與電容C7和電阻R14電連，電容C7的另一端分別與電容C8和電阻R13電連，電阻R13的另一端與第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的輸出端電連。電容CS的另一端和電阻R14的另一端與第三級(jí)運(yùn)算放大器U3的輸出端電連，第三級(jí)運(yùn)算放大器U3的同向端接地。
[0009]所述移相器共包括兩級(jí)并列的運(yùn)算放大器，參考信號(hào)XO分別通過(guò)電阻R15和電阻R16與第一級(jí)運(yùn)算放大器U8的同相端和第二級(jí)運(yùn)算放大器U9的反相端、電阻R18電連，第一級(jí)運(yùn)算放大器U8的反相端通過(guò)電阻R17與第一級(jí)運(yùn)算放大器U8的輸出端和電容C9電連；第二級(jí)運(yùn)算放大器U9的反相端接地，電阻R18與第二級(jí)運(yùn)算放大器U9的輸出端和可調(diào)電阻R19電連；電容C9的另一端和可調(diào)電阻R19的另一端與相敏檢波器U6的信號(hào)輸入端電連。
[0010]所述低通濾波器U7優(yōu)選采用切比雪夫?yàn)V波器，截止頻率為1Hz，將通帶以外信號(hào)的衰減更為陡峭，通帶很窄，在信號(hào)不失真的情況下使最后輸出波形更加平滑，性能更加可
A+-.與巨O
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為:
[0012]I)該檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且之前現(xiàn)有裝置的檢測(cè)速度無(wú)法滿足頻率較高的檢測(cè)信號(hào)，提高信號(hào)檢測(cè)的可靠性；
[0013]2)相敏檢波器采用開關(guān)型模擬乘法器AD630，內(nèi)含可進(jìn)行方波轉(zhuǎn)換的比較器，減少了外部電路，且調(diào)試方便、動(dòng)態(tài)范圍大和價(jià)格低廉；
[0014]3)低通濾波器U7優(yōu)選采用截止頻率為IHz的切比雪夫?yàn)V波器，將通帶以外信號(hào)的衰減更為陡峭，在信號(hào)不失真的情況下使最后輸出波形更加平滑，性能更加可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為信號(hào)通道的電路原理圖；
[0017]圖3為參考通道的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]實(shí)施例1
[0020]該微弱信號(hào)檢測(cè)裝置主要由加法器U1、帶通濾波器、相敏檢波器U6、移相器、低通濾波器U7和單片機(jī)及顯示器U5組成。
[0021]被檢測(cè)信號(hào)1和白噪聲信號(hào)ZO與加法器Ul的信號(hào)輸入端電連輸出疊加信號(hào)D0，加法器Ul的信號(hào)輸出端與帶通濾波器的信號(hào)輸入端電連輸出濾波信號(hào)L0，參考信號(hào)XO通過(guò)與移相器電連輸出移相信號(hào)Y0，濾波信號(hào)LO和移相信號(hào)YO與相敏檢波器U6的信號(hào)輸入端電連輸出解調(diào)信號(hào)J0，相敏檢波器U6的信號(hào)輸出端與低通濾波器U7的信號(hào)輸入端電連，濾除解調(diào)信號(hào)中的交流分量，得到所要求的直流分量，并通過(guò)顯示器顯示。
[0022]加法器Ul和帶通濾波器組成信號(hào)通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)和噪聲的疊加并進(jìn)行信號(hào)的初步處理，圖2為信號(hào)通道的電路原理圖。
[0023]圖2中，被檢測(cè)信號(hào)1和白噪聲信號(hào)ZO分別通過(guò)電阻R2和電阻R3與加法器Ul的同相端電連，加法器Ul的反相端與