[实用新型]一种微弱信号检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微弱信号检测装置。

背景技术

在现在的微弱信号检测装置中，主要分为微弱信号监测模块、相位锁相信号发生模块、锁相放大实现模块和AD采样模块几大模块。在现有技术中，微弱信号监测模块主要采用带通滤波器，但是由于带通很窄的滤波很难实现，而且滤波效果并不理想；或者采用取样积分，即时域信号的累积平均，可恢复被噪声淹没的信号波形，但是由于线性门积分器输出幅度受运放线性工作范围限制，只适于信号幅度较小的场合。相位锁相信号发生模块采用使用FPGA来实现，但是成本比较高，且生产周期长。锁相放大实现模块通常通过相移网络或者锁相环的方式得到相应参考信号，在通过方波控制场效应管的开合来达到相敏检波的作用，最后通过低通窄带滤波来达到抽取有用信号的目的，本方案趋向于模拟和分立，短期调试起来精度不会达到很高，所以不是很合理。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术抗干扰弱、可测范围窄和实现周期长的不足，提供一种系统稳定性好，抗干扰强，可测范围广，能够准确的测出微弱信号的幅值微弱信号检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种微弱信号检测装置，包括依次连接的微弱信号监测模块、锁相放大实现模块、中央处理模块和显示模块，所述微弱信号监测模块包括依次连接的加法器电路和纯电阻分压电路，所述锁相放大实现模块包括依次连接的跟随放大电路、相敏检波电路和低通滤波电路，所述中央处理模块包括中央控制系统、与中央控制系统连接的相位锁相信号发生模块、AD采样模块、显示控制模块和信号分析模块，所述中央处理模块采用集成电路型号为MSP430F169。

具体地，所述加法器电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，所述第一运算放大器的型号为TLV2460，所述第一运算放大器的同相输入端接地，所述第一运算放大器的反相输入端分别与第一电阻和第二电阻连接，所述第一运算放大器通过第三电阻与第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的电源端外接+15V直流电压电源且通过第一电容接地，所述第一运算放大器接地端-15V外接直流电压电源且通过第二电容接地；所述纯电阻分压电路包括第四电阻和第五电阻，所述第一运算放大器的输出端通过第四电阻和第五电阻的串联电路接地。

具体地，所述纯电阻分压电路中的信号衰减大于等于100。

具体地，所述跟随放大电路中的放大电路为三级放大电路，所述跟随放大电路包括第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一可调电阻、第二可调电阻和第三可调电阻，所述第三运算放大器、第四运算放大器和第五运算放大器的同相输入端均接地，所述第二运算放大器的同相输入端与第六电阻连接，所述第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端通过第七电阻与第三运算放大器的反相输入端连接，所述第三运算放大器的输出端通过第八电阻与第四运算放大器的反相输入端连接，所述第四运算放大器的输出端通过第九电阻与第五运算放大器的反相输入端连接，所述第三运算放大器的反相输入端通过第一可调电阻与第三运算放大器的输出端连接，所述第四运算放大器的反相输入端通过第二可调电阻与第四运算放大器的输出端连接，第五运算放大器的反相输入端通过第三可调电阻与第五运算放大器的输出端连接，所述第三运算放大器的输出端与第一可调电阻的可调端连接，所述第四运算放大器的输出端与第二可调电阻的可调端连接，所述第五运算放大器的输出端分别与第三可调电阻的可调端和第十电阻连接。

具体地，为了提高跟随放大电路的可靠性，所述第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器和第五运算放大器的型号均为OPA2340。

具体地，为了提高相敏检波电路的可靠性，所述相敏检波电路包括芯片AD630。