[发明专利]一种基于DSP的数字锁定放大器

说明书

本发明公开了一种基于DSP的数字锁定放大器，包括信号通道、参考通道和数字信号处理器DSP，信号通道包括依次相连的前置放大器、陷波器、程控放大器、抗混叠滤波器和A/D转换器，输入信号依次经放大滤波后输入数字信号处理器DSP，参考通道采用主放大器，参考信号经主放大器输入数字信号处理器DSP，数字信号处理器DSP用于对放大后的输入信号和参考信号进行处理。本发明能够将微弱的信号放大到数字信号处理器的工作范围，且能够抑制和滤除掉干扰信号，确保微弱信号的精确测量，从而能够适应较宽的出触发电平和工作频率。

技术领域

本发明涉及信号放大技术领域，尤其涉及一种基于DSP的数字锁定放大器。

背景技术

微弱信号检测是利用电子学、信息论、物理学和计算机的综合技术，它是在认识噪声、信号的物理特性和相关性的基础上，把被噪声淹没的有用信号提取出来并放大的一门技术学科，锁定放大器正是为检测微弱信号而发展起来的一种精密仪器。正弦信号是常用到的一种信号，一般需要测量其幅度和相位值，由于信号幅度很小，而伴随的噪声很大，因此检测难度很大。传统的测量放大是用带通滤波器来抑制噪声信号，从而提取出有用的额信号，但是这种方法对微弱正弦信号检测有很大困难，需要充分抑制噪声，主要非常窄的带宽，使滤波器设计非常困难，而且当仪器受到微小波动时会使滤波器的中心频率发生变化，从而无法稳定可靠地对信号进行提取和测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DSP的数字锁定放大器，能够稳定地对微小的信号进行提取和测量，且能够抑制和滤除干扰信号，

一种基于DSP的数字锁定放大器，包括信号通道、参考通道和数字信号处理器DSP，所述信号通道包括依次相连的前置放大器、陷波器、程控放大器、抗混叠滤波器和A/D转换器，输入信号依次经放大滤波后输入数字信号处理器DSP，参考通道采用主放大器，参考信号经主放大器输入数字信号处理器DSP，数字信号处理器DSP用于对放大后的输入信号和参考信号进行处理。

优选地，所述数字信号处理器DSP包括与参考信号相连的频率合成器及与输入信号相连的数字滤波器，频率合成器的输出端与第一移相器相连，第一移相器的输出端经第二移相器与第一相敏检波器相连，第一移相器的输出端还与第二相敏检波器相连，所述数字滤波器的输出端与第一相敏检波器相连，数字滤波器的输出端还与第二相敏检波器相连，所述第一相敏检波器的输出端依次经第一低通滤波器、第一D/A转换器和第一直流放大器输出，第二相敏检波器的输出端依次经第二低通滤波器、第二D/A转换器和第二直流放大器输出，所述第一低通滤波器和第二低通滤波器的输出端分别与幅度相位计算器相连，幅度相位计算出输出经处理后的信号的幅度和相位。

优选地，所述前置放大器采用AD8021单片集成低噪声放大器，采用直接耦合方式；所述程控放大器采用FGA103，采用两级程控放大。

本发明通过输入通道和参考通道将输入信号和参考信号变换成同步脉冲输入数字信号处理器DSP，利用数字信号处理器DSP，对信号进行变换，以获取有用信号，从而能够适应较宽的出触发电平和工作频率范围；输入信号依次经过前置放大器、陷波器、程控放大器、抗混叠滤波器和A/D转换器进行放大滤波，能够将微弱的信号放大到数字信号处理器的工作范围，且能够抑制和滤除掉干扰信号，陷波器和抗混叠滤波器能够对混在信号中的噪声进行滤波，排出带外噪声，提高信号的信噪比，增大仪器的动态范围，确保微弱信号的精确测量。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明所述数字信号处理器的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。