[发明专利]一种相位差连续可调的双信号输出锁相放大器

权利要求书

1.一种相位差连续可调的双信号输出锁相放大器，其特征在于，它包括FPGA(1)、二阶模拟信号低通滤波器(4)、DDS(7)、一号四象限乘法器(8)、二号四象限乘法器(9)和加法器(10)；

FPGA(1)产生的两个直流信号U₀sinθ和U₀cosθ分别发送至一号四象限乘法器(8)和二号四象限乘法器(9)；

FPGA(1)控制DDS(7)产生两个交流信号U₁cos(ωt)和U₁sin(ωt)，其中U₁cos(ωt)发送至一号四象限乘法器(8)，U₁sin(ωt)分成两路，其中一路发送至二号四象限乘法器(9)，另一路作为所述的锁相放大器的第一路输出信号，发送至传感器的激发电极；

一号四象限乘法器(8)用于对接收到的两个信号进行相乘，得到U₂sinθcos(ωt)，并将信号U₂sinθcos(ωt)发送至加法器(10)；

二号四象限乘法器(9)用于对接收到的两个信号进行相乘，得到U₂cosθsin(ωt)，并将信号U₂cosθsin(ωt)发送至加法器(10)；

加法器(10)用于对接收到的两个信号进行相加，并将相加后的信号U₂sin(ωt+θ)作为所述的锁相放大器的第二路输出信号，相位差θ在0～360°范围内连续可调；

二阶模拟信号低通滤波器(4)用于接收传感器的反馈信号Ucos(ωt)，并提取反馈信号Ucos(ωt)的振幅U、频率f和相位，然后将反馈信号Ucos(ωt)的振幅U、频率f和相位发送至FPGA(1)，FPGA(1)将振幅U和频率f分别恢复至U₁和ω/2π。

2.根据权利要求1所述的一种相位差连续可调的双信号输出锁相放大器，其特征在于，所述的FPGA(1)中嵌有一号数字比例积分反馈环路滤波器(2)和二号数字比例积分反馈环路滤波器(3)；

二阶模拟信号低通滤波器(4)将反馈信号Ucos(ωt)的振幅U、频率f和相位发送至FPGA(1)；

一号数字比例积分反馈环路滤波器(2)用于读取反馈信号Ucos(ωt)的振幅U，并使其恢复至U₁；

二号数字比例积分反馈环路滤波器(3)用于读取反馈信号Ucos(ωt)的频率f，并使其恢复至ω/2π。

3.根据权利要求2所述的一种相位差连续可调的双信号输出锁相放大器，其特征在于，所述的二阶模拟信号低通滤波器(4)包括一号运算放大器(5)和二号运算放大器(6)；

一号运算放大器(5)和二号运算放大器(6)用于提取反馈信号Ucos(ωt)的振幅U和相位，然后将反馈信号Ucos(ωt)的振幅U和相位发送至FPGA(1)。