摘要：煤矿井下环境恶劣,巷道内超前探测过程中电磁、噪声干扰复杂,超前探测过程中待测的有效信号微弱,很难准确检测,为实现对微弱激电信号幅值和相位的准确检测,利用双锁相放大技术实现被测信号从噪声信号中的提取,基于信号试验测试和搭建的矿用聚焦双频激电仪试验平台研究不同噪音信号干扰下系统的噪声抑制特性。建立了双锁相放大技术的数学模型,并证明该技术可用于激电信号检测;理论分析了系统对偶数倍频噪声和奇数倍频噪声的抑制作用,当噪声信号频率是参考信号频率奇数倍时,待测信号幅值、相位的相对误差均随噪声信号与待测信号幅值比值增大而增大。噪声信号频率是参考信号频率偶数倍时,待测信号幅值、相位的相对误差与噪声信号的幅值、频率、相位无关。基于上述理论分析,建立了基于双锁相放大技术的测试系统,给出了硬件电路设计和数字部分处理算法;完成了对测试系统的积分时间特性和噪声抑制特性测试。结果表明,积分时间为待测信号周期的整数倍时,直流噪声和偶数倍频噪声对系统基本无影响,交流噪声影响计算幅值,而对于计算相位影响可忽略。设计了基于锁相放大技术的原理样机,测试证明激电电压幅值测量误差绝对值与激电电压信号幅值大小无关,而与频率有关,且该样机可对幅值小于5 V的激电电压信号进行采集,最大测量误差绝对值小于1.5%,可实现对激电电压信号幅值与相位的高精度检测。

摘要：被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点。利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理。系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进行辐射建模分析。本文研究了基于锁相放大的被动红外探测辐射模型,提出了在锁相放大算法后添加相位判断的信号处理方法;设计并搭建了被动式气体多光谱探测系统,在实验室对系统进行定标,并开展了不同温度黑体的测量实验。结果表明:实际测量的各通道辐射值与所建模型的结果比较吻合。本研究为基于锁相放大的被动红外信号提供了模型基础和实验验证,并为便携式近距离气体遥测系统的研制提供了参考。

摘要：为了实现集成电路内部电信号波形的非接触探测,设计了基于共光路干涉仪的探测光路,同时利用锁相放大技术噪声抑制能力强,灵敏度高的特点,提出了基于锁相放大的信号处理方法提取反射光中携带的微弱器件电光信号。该方法利用器件电光信号强度随器件电信号周期性变化的特点,首先将来自光电探测器的电信号进行锁相放大处理消除大部分噪声,然后再利用平均处理技术进一步抑制外界噪声干扰,提高器件电光信号的信噪比,从而将淹没在噪声中的器件电光信号提取出来,重建器件内部电学信息。利用该探测方法成功探测到芯片内部动态工作电流在μA量级的电路节点电光信号,信噪比达到4.99 dB,而仅使用平均处理技术得到的信号信噪比只有-44.29 dB。研究内容为集成电路内部电信号的光学探测提供了一种新的思路,未来可在集成电路动态缺陷检测领域得到应用。

摘要：介绍了锁相放大技术的基本原理以及采用交流注入法在线测量蓄电池内阻的装置,详细介绍了该装置的工作原理及采用锁相放大技术实现内阻测量的实际电路。在该装置中通过采用平衡调制解调芯片AD630有效地抑制了噪声和干扰,并且简化了设计。

摘要：锁相放大电路是微弱信号检测的重要方法。基于CD552-R3相敏检波芯片设计了一种锁相放大电路,应用于大背景噪声下微弱信号的检测。采用信号发生器产生的标准信号和染噪信号,对该锁相放大电路进行了鉴幅和鉴相性能测试,并在不同强度噪声下对弱信号进行检测。测试结果表明:研制的锁相放大电路输出线性度高于0.9999,具有良好的鉴幅和鉴相特性,能将信噪比为-36dB的毫伏级信号提取出来,可用于大背景噪声下微弱信号的检测。

摘要：随着现代科学技术的发展,在诸如天文学、高分辨光谱学、遥感、生物医学及半导体工业等若干领域中,无一不和高精度光学设备息息相关,而这些仪器的设计在很大程度上都依赖于光学材料本身的一个重要参数——折射率值的精确程度。为此,我们研制了一台微机化的光电折射仪。其光谱范围从200nm到12000nm,折射率测量精度在波长小于3000nm时优于±3×10^(-3),而在波长大于3000nm到12000nm时优于±5×15^(-5)。

摘要：针对目前野外测量环境复杂,直流电法仪测试结果不稳定、发射电流大导致野外使用不方便等问题,提出将相关检测技术用于低频交流电法接收机的设计方案。采用正弦波交流激发,通过正交锁相放大器测量接收电极上电位差信号的幅值和相位信息,实现复电阻率的低频交流电法仪接收机设计。利用中心频率自动可调的带通滤波器和频率自动跟踪的锁相放大器,在强噪声背景下检测出接收电极上的电位差信号。实验结果表明:在一定频率范围内接收机实现频率自动跟踪测量,准确测量出被测信号的幅值和相位,提高电法仪的测量精度和抗干扰能力。

摘要：谐振式密度传感器测量密度的关键在于谐振频率的测量。现有的测频法、测周期法、FFT法等谐振频率测量方法因噪声、脉冲误差等因素限制了其精度。为了解决该问题,设计了一种以锁相放大器为核心的谐振频率测量系统,其检测电路将交流振动信号的测量转换为直流恒定电压的测量。利用实验中发现的谐振区域内该直流电压与激励频率呈近似线性关系,基于扫频思想提出并实现了一种谐振频率自动测量算法。在(20±0.05)℃环境下进行了密度标定实验,对密度传感器进行了温度补偿。实验结果表明,在密度为700 kg/m^(3)~1000 kg/m^(3)的测量范围内,测得谐振频率稳定性可达到0.002%,传感器的密度测量最大误差为0.48 kg/m^(3),最大综合测量误差为0.069%,验证了所提谐振频率测量方法的有效性、精确性。

摘要：基于波长调制光谱技术,本文设计了一种采用键控法进行相敏检测的二次谐波信号锁相放大器。与传统相敏检测方法相比,键控法相敏检测简化了电路的设计,降低锁相放大器的成本。本文利用MATLAB软件对设计搭建了仿真模型,包括带通滤波器、相敏检测器、低通滤波器等部分。通过对模型进行仿真验证了该设计,在二次谐波信号幅度为0.1 V,高斯带限白噪声方差为10时,输出最大误差在2%以内,且具有良好的线性度。通过仿真表明该方法能够用于气体浓度检测,且方法简单,性价比高。

摘要：利用激光声表面波(SAW)技术对膜材料机械特性的测量(如杨氏模量、密度、厚度等)已得到了越来越广泛的应用。但激光激发激光检测声表面波(LG/LD-SAW)的频谱带宽较宽(达几百兆到GHz),一般的检测方法难以在如此高的带宽下对其进行检测。设计了一种基于锁相放大(LIA)原理的微弱信号处理电路,通过应用一特殊的去噪电路,能在很宽的频谱(GHz)范围检测微弱信号,并将其从噪声信号中提取出来。