基于虚拟仪器技术的锁相放大器设计

锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器,广泛的应用于科学研究、医疗卫生、国防科技、精细加工检测等领域.基于虚拟仪器技术的锁相放大器无疑使这种应用更为方便和高效.本文通过分析锁相放大器工作原理,测量信号与基准信号的互相关特性,利用虚拟仪器技术,基于LabVIEW软件系统,完成锁相放大器程序设计,实现将所需频率的微小信号锁定并进行测量的数字锁相放大器设计.     

基于STM32的数字正交锁相放大器设计

在微处理器系统中,使用数字信号处理技术实现的锁相放大器能显著提升确定小信号的检测能力,提升抗噪声能力同时具有灵活性,常用于各类微弱信号检测仪表中。以音频信号检测为例,基于STM32微处理器设计了数字正交锁相放大器,使用片内12 bit模数转换器获取音频信号,与内部产生的1 kHz参考信号进行正交锁相放大。经测试,系统可测量1μV峰-峰值微弱信号,幅度测量误差小于5%,角度误差小于1%,加入噪声(10倍有效信号幅度)后,幅度测量误差小于10%。此数字正交锁相放大器占用资源少、运算速度快,具有较高准确性。     

基于锁相放大器的微弱信号检测教学实验平台设计

设计了基于数字锁相放大器OE1022型的微弱信号检测教学实验平台,覆盖了微弱信号检测领域的常用技术,可从教学的角度开展多项实验,如强噪声检测弱信号实验、微弱信号多谐波测量实验、微小阻抗测量实验、自跟踪窄带滤波器实验、电阻热噪声测量实验,在教学过程中让学生熟悉、掌握锁相放大技术以及微弱信号检测原理。实验平台也提供了对OE1022自身进行内部噪声分析评估的方法。     

高精度激光功率测试方法探究

通过了解激光功率测量的现状和发展趋势,提出一种在实验室可以使用的高精度激光功率测试方法。在LabVIEW环境下,由光调制器、低噪声光电探测器、锁相放大器、A/D数据采集卡和计算机等组成全自动快捷的测量系统。本系统将激光器发出的光调制成具有一定频率的光信号,该信号被光电探测器接收,由锁相放大器消除背景光噪声及电路噪声对测量的影响,经A/D采集卡采集到计算机,通过LabVIEW程序进行分析处理,即可获得激光器功率。噪声及误差分析表明,测量系统的信噪比可达106数量级,用此测试系统实测氦氖激光器和半导体激光器的功率,所测数据与厂家提供的参数吻合,最终实现了激光功率的准确测量。     

LabVIEW平台实现手性物质旋光角测量

利用NI公司的数据采集卡构建一个虚拟手性物质旋光角测量仪,着重介绍了与该系统有关的锁相放大器、数据采集、处理、存储、显示等功能的实现。     

基于FPGA弱小信号测量系统研究与实现

在信号测量领域,弱小信号测量应用非常广泛,但是弱小信号测量存在误差大的问题,为了解这个问题,文章提出了基于FPGA弱小信号测量系统,FPGA具有集成度高、速度快的优点,FPGA是整个测量系统的控制核心。通过FPGA内部资源实现了数字锁相放大器,这样测量信号就不受运放温漂和偏置影响;通过光耦隔离电路、二阶低通滤波器有效的提高电压信号测量的稳定性。此系统结构简单、功耗低、扩展灵活同时还可以实现在线升级。文章对测试的数据使用最小二乘法拟合曲线进行了误差分析,测试和分析的结果表明,此系统测量精度高,可以达到0.93%,能很好的应用在微弱信号测量中领域。     

气体压力传感器测量血压与心率的设计性实验

采用气体压力传感器及外接放大器研制了一种新型血压、心率与脉搏波波形测量仪,利用该测量仪、数字示波器和计算机,对人体血压、心率与脉搏波波形进行了智能化的实时测量,数据稳定可靠,测量结果准确。对气体压力传感器特性进行了测量,得到了其高线性度指标。新型血压、心率与脉搏波波形测量仪应用于医学物理实验,可引导学生掌握气体压力传感器特性与测量方法、运算放大器的使用及组装人体数字血压计和定标等实验技能。该实验测量误差小,教学内容丰富,可在高校物理实验中推广应用。     

水的光学特性实验研究

对水的光学特性进行了实验研究,测量了海水和清水的透射光谱、在室温下的折射率以及折射率随温度变化的曲线,测量了海水、纯净水和清水对绿光(λ=532nm)的衰减系数;比较了清水、纯净水和海水的光谱特性、折射率和衰减特性的差异,为水下光学探测提供实验依据。     

水的光学特性实验研究北大核心

对水的光学特性进行了实验研究,测量了海水和清水的透射光谱、在室温下的折射率以及折射率随温度变化的曲线,测量了海水、纯净水和清水对绿光(λ=532nm)的衰减系数;比较了清水、纯净水和海水的光谱特性、折射率和衰减特性的差异,为水下光学探测提供实验依据。     

基于MC145162的锁相频率合成器的设计

提出一种以单片集成PLL芯片MC145162为核心,通过ATmega16L单片机对其进行控制来实现锁相频率合成器的设计方法.探讨了锁相频率合成器的基本原理和工作特性,介绍了MC145162芯片的内部功能结构,给出了基于MC145162的锁相频率合成器的硬件电路结构和软件程序设计方法.经实际测试,锁相效果良好,结构精简,性能可靠.     

发光二极管的特性研究

通过测量各发光二极管的正向伏安特性以及光谱特性,确定发光二极管的阈值电压和其禁带宽度所对应的电压。测量结果表明阈值电压与禁带宽度所对应电压不相等,对此作了理论分析。并通过测量高亮度和非高亮度发光二极管的发光强度角分布特性,确定两种发光二极管的半值角和视角。测量结果表明两种发光二极管的半值角皆小于20°,具有很好的指向性。     

基于Pspice的电子系统分析

利用Pspice对分立器件β值测量电路和电压控制可变增益放大器AD603特性进行了仿真分析,并与理论计算结果做了对比分析.探讨了Pspice在电子电路辅助分析中的应用,对电子电路原理分析和设计有重要指导意义.     

表面光伏技术在创新实验教学中的应用

结合创新实验教学要求,积极转化学院研究成果,利用锁相放大器、单色仪、Xe灯光源等搭建了一套表面光电压谱检测仪。阐述了表面光电压谱和场诱导表面光电压谱的工作原理以及在测定半导体材料的光伏效应、导电类型、能带隙等方面的优越性,为近代物理创新实验教学提供了良好的实验条件。     

含聚污水中阳离子对其光谱特性影响实验研究

利用TU-1901/1900双光束紫外可见分光光度计、IRPrestige-21傅里叶变换红外光谱仪测量了含不同阳离子聚丙烯酰胺溶液的透射光谱,分析了阳离子对190~900nm和400~4 000cm-1波段光谱特性的影响。研究表明:Na+、K+、Mg2+、Ca2+对聚丙烯酰胺溶液光谱透射特性影响较小,随其浓度增加而影响逐渐显现;而Al 3+和Fe3+对聚丙烯酰胺溶液紫外可见透射特性影响较大,而对红外透射特性影响较小。     

低噪声前置放大器设计及防干扰措施

本文阐述了测量微弱信号时,低噪声前置放大器的设计理论要求,以及分析了噪声对前置放大器的设计影响。最后还讨论了克服外部噪声对前置放大器的干扰问题。     

基于LabVIEW的VLC-LED模组结温非接触式测量系统设计

可见光通信中LED模组结温影响其光、色、电特性及工作寿命,对模组结温的测量及管理十分重要。因LED模组管脚存在无法接触测量的缺点,LED结温非接触式测量方法广受关注。在研究双光谱参数测量LED结温的基础上,开发了VC-LED模组结温的非接触式测量系统。该系统主要由恒流源控制、光谱数据采集和数据分析处理3个模块组成。经实验验证,双光谱参数法与中心波长法相比,两者结果偏差在3℃以内。采用该系统测量LED模组结温,不但直观、准确,且不需要接触LED管脚,实现了LED模组结温的非接触测量。     

基于STM32的简易电路特性测试系统设计

设计了一种基于STM32单片机控制的简易电路特性测试系统.被测电路测试板是分压式共射极三极管放大电路.测试系统采用外部DDS模块AD9851作为信号源,为被测电路提供0～1 V幅值、1 Hz～180 MHz频率、步长为1 Hz的标准正弦测试信号.该测试信号进行放大或衰减等预处理后得到Vi,输入到给定的被测电路测试板.测试板输出响应信号Vo,使用仪表放大器和OP放大器设计信号采集处理电路进行处理后,利用AD7324对信号进行模数转换.测试系统能实现输入-输出电阻的测量,且误差在1.5%以内,可以实现放大电路幅频特性测量,还具备故障诊断功能,能较好实现电路特性的自动化测试.     

新型的CMOS分布放大器的设计

利用06微米CMOS技术设计了一种新型的CMOS分布放大器。介绍了分布放大器的原理。利用HP—ADS软件仿真和设计了一个四级CMOS分布放大器。设计中使用了一系列片上螺旋电感。测量了分布放大器的S参数。对实验结果进行了分析和讨论。     

基于LabVIEW的测量放大器参数测试系统设计

测量放大器主要用来实现对微弱电信号的放大,在测控领域有很广泛的用途,对测量放大器的参数测试十分重要。为了实现基于LabVIEW与数据采集卡USB-6221的测量放大器参数测试与验证。以扫频信号源作为测量放大电路的激励源,将其加到电路两端,经测量放大器电路将信号放大,通过DAQ数据采集卡采集放大后的信号并在屏幕上显示,利用LabVIEW程序间接计算电压增益、共模抑制比、阻抗等参数,验证测量放大电路的高电压增益,高共模抑制比,高输入阻抗的特点。仿真实验结果表明,该系统数据采集方便,精确度高。     

放大器静态工作点的测量方法及误差分析

放大器静态工作点的测量结果与测量方法直接相关，本对放大器静态工作点的测量方法及误差进行了分析．