[发明专利]一种相位差连续可调的双信号输出锁相放大器

摘要

一种相位差连续可调的双信号输出锁相放大器，涉及锁相放大技术。解决了传统锁相放大器所控制的传感器难以精确校准的问题。FPGA产生的两个直流信号分别发送至一号四象限乘法器和二号四象限乘法器，并控制DDS产生两个交流信号，一个发送至一号四象限乘法器，另一个分成两路，一路发送至二号四象限乘法器，另一路作为第一路输出信号；两个四象限乘法器将计算结果发送至加法器；加法器的计算结果作为第二路输出信号；二阶模拟信号低通滤波器提取传感器反馈信号的振幅、频率和相位，然后发送至FPGA，FPGA将振幅和频率进行恢复。本发明输出的两路交流信号频率相同，相位差可调，能够模拟任意耦合形式的被测物理量，可用于传感器的校准。

主权项

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。