基于锁定放大的微弱激光回波信号探测系统

微弱信号检测的核心问题是对噪声的处理,为了探测深埋于噪声中的微弱激光回波信号,设计并搭建了一套锁定放大信号检测系统。PIN光电二极管探测到的微弱激光回波信号由前置放大电路和二级放大电路转换为电压信号并放大,再经带通滤波器滤除带外噪声,最后通过相敏检波电路,转换为与回波光强成正比的直流电压信号输出。测试结果表明,系统可以有效抑制噪声,被测信号的信噪比改善超过10.6dB。     

自适应校相的锁定放大器设计

针对强噪声通信环境的微弱信号检测问题,利用锁相放大器技术将输入的微弱信号与相位可变的参考信号相干解调滤波提取信号信息。系统由信号预处理电路、参考信号移相电路、相敏检波电路、窄带低通滤波器组成,其中参考信号移相电路为相敏检波电路提供相干的参考信号,相敏检波电路将交流信号变为直流信号,窄带低通滤波器去除宽带噪声,通过多次测量和最小二乘线性拟合提高精度。该系统信噪比SNR增益大于60 dB,信号幅度在10 μV～1 mV,并且混杂有噪声时检测误差不超过6%。     

新型光纤熔接机中激光功率检测电路设计

设计了一种适用于新型光纤熔接机光功率探测对准系统中激光功率检测电路,通过选用高灵敏度的InGaAs光电二极管实现光电转换.采用差分放大电路进行前置的I/V转换和放大滤波,并对其进行了仿真测试和电路调试.结果表明:该检测电路能够有效的去除工频等噪声的干扰,并且具有稳定的输出信号和放大倍数,实现对输入的激光功率信号进行转换并输出匹配至0～3 V电压范围的A/D转换器中,为后续运用微机控制运动平台进行熔接奠定基础.     

基于梁式引线管的射频信号检波装置设计

针对射频信号的幅度检测,设计一种应用于L、S、C波段的射频信号的检波装置.分析了梁式引线管的结构特征及其优秀的频率特性,将梁式引线管应用到射频信号检波中,并通过对检波输出进行校准的方法,得到精确的信号幅度.通过实验数据,给出了本检波装置中各元件参数对检波输出的影响,提供了电路在实际构建过程中的器件选型标准.并给出了本检波装置的误差校准方法.     

采样解调器

引言在位置伺服系统、反馈力平衡系统和电测技术中常用的各种位移传感器,如线性可变差动变压器、E型差动变压器、微动同步器和差动电容传感器的输出是调幅信号。在实际使用时,往往需要对它进行相敏整流。常用的解调制器如二极管环形相敏整流器、相敏整流放大器的解调输出信号脉动很大,需要加滤波器。本文研究一种用采样方法构成的解调制器。它     

基于涡流探伤的油(气)管裂纹检测研究与实现

油(气)管道容易产生疲劳或被腐蚀引起裂纹,为实时精确掌握管道壁面的缺陷数据.研究了一种基于涡流传感器的油(气)管道裂纹的检测系统.该系统由振荡器、探头、滤波放大、GPS定位、显示等模块电路组成,当探头探测到管道裂纹时,电路中出现突变信号(敏感信号),将该敏感段电路信号放大、滤波处理后输出,驱动蜂鸣器报警和显示器输出,可...     

光电转换放大电路的设计

通过对光电转换电路的前置放大及主放大电路的设计进行研究,使电路完成了光电转换、滤波、降噪等优化处理,实现了将有用信号从噪声中分离出来并放大输出。提高了系统的稳定性和灵敏度。     

基于交流电桥的动态微弱电容检测电路

基于MEMS技术研制的微电容超声传感器,在超声波作用下其有效电容的变化量仅为飞法级,且变化速度非常快,检测很困难。本文提出的半桥式交流电容检测电路能把快速变化的电容信号转换为电压信号,并加载到高频正弦激励信号中,再通过放大、解调、滤波得出电容变化量。该电路能很好地抑制寄生电容的影响,有良好的线性和稳定性,在200kHz的超声波作用下灵敏度可以达到2.8mV/fF,基本满足对超声传感器电容变化量的检测。     

时间相关光子计数探测器电路的设计与实现

时间相关光子计数探测器作为痕量爆炸物检测器件,能有效地探测爆炸物的成分和含量。探测器电路主要包括硅光电倍增管（SiPM ）信号电路和信号放大电路。SiPM 信号电路主要功能为将爆炸物的具有指纹特征的拉曼光谱信号转换为电压信号,主要组成包括SiPM 器件、滤波降噪电容和限流电阻等。信号放大电路是将SiPM 输出的电压信号放大至可观测与统计的电信号,其核心为两级ERA‐8SM＋放大器,并配以合适的电感电容电阻,使电路在宽带宽（0．1 M Hz～1 GHz）的情况下保持增益稳定（～60 dB）。因此,本文设计的探测器电路具有高增益宽带宽的特点,具备应用价值。     

飞利浦MD1．0A机芯彩电电路分析与检修（下）

高频调谐器输出的中频信号先经声表面滤波器1116处理．形成符合频率特性要求的中频信号,送往TDA8366的（46）、（47）脚,其信号流程如图7所示。TDA8366对输入的中频信号先进行中频放大,然后进行视频检波。TDA8366①、②脚外接38MHz的中周为视频检波器提供所需的中频载波信号。检波所得的视频信号放大后从④脚输出,     

扩展压电传感器频率响应范围的方法研究

为了进一步提高压电传感器及其信号调理电路的低频响应能力,扩展压电传感器的工作频带,通过分析压电传感器电荷放大电路的频率响应情况,提出了采用数字滤波器进行补偿的方法。利用对压电传感器标定后获得的输入输出和MATLAB软件设计了FIR滤波器,并将传感器测试系统与滤波器串联来复现原有被测信号。仿真结果表明该方法使压电测量系统的工作带宽得以扩展,进一步降低了整个压电测量系统的低频截止频率,达到了减小动态测量误差的目的。     

一种电控可变波长的多气体红外传感器

设计了一种电控可变波长的多气体红外传感器,此传感器包括电源电路、红外光源、测量气室、电控可变波长探测器(此探测器的探测波长会随着控制电压的变化而变化)、DA转换电路、电压控制电路、信号放大和滤波电路、AD转换电路、微处理器和信号输出模块组成。红外光源发出宽带的红外光,通过调节电压来改变探测器前面的法布里-伯罗腔滤光器的腔长,使不同气体的吸收峰的光被探测器接收,如甲烷、二氧化碳等,从而达到测量不同气体的目的。该系统采用先进的红外吸收光谱技术,具有测量气体可变、灵敏度高、抗干扰能力强、响应时间短等特点,同时由于信号和参考使用的是同一探测器,因而可以消除温度对探测器的影响及探测器失配等问题。     

激光回波小信号宽带放大器设计

设计了一款激光回波小信号宽带低噪声放大器。选用低噪声、高带宽电流反馈型差分运算放大器THS4509,采用两级放大电路结构以获得较大的放大倍数,利用传输线变压器实现输出信号由双端到单端转换。为减小噪声,采用过渡带特性最好的椭圆低通滤波器滤除带外噪声。经实验验证,该放大器具有40 dB放大倍数、120 MHz带宽和小于10 mV(pp)的系统噪声,能对各种反射率条件下不同目标反射回的微弱激光小信号进行有效放大,较好地解决了远距离和低反射率目标物体测距问题,实际测试测距量程可达450 m。     

基于电流取样调制的电阻低频噪声测试方法

针对现有电阻低频噪声测试技术的不足,提出了基于直流偏置和电流取样调制的噪声测试新方法。采用跨阻前置放大器对被测电阻噪声电流取样,采用交叉开关对取样的噪声电流进行调制。前置放大器的低频噪声电流和噪声电压不会受到调制,被测电阻低频噪声被调制到较高频率处。采用高通滤波有效抑制放大电路的低频噪声,以便提高放大电路的增益。采用同步相敏检测和低通滤波,进一步抑制放大电路的低频噪声,从而准确地检测被测电阻低频噪声。理论和实验结果表明:所提出的方法能够获得较高的电阻低频噪声测试分辨率,并准确地反映直流偏置下的电阻噪声特性。     

TDS用锁相放大器电路设计

小型或微型锁相放大器(lock-in amplifier)目前市场罕有,小型THz时域光谱仪(TDS)需要此种仪器。提出了一种LIA设计方案,用于TDS提取与THz波电场强度相关的信号。将差分探测器的信号进行预滤波和放大,后接带通滤波器,同时斩波器输出的信号经移相与前者分别送入AD630的信号端和同步端。锁相后信号经低通滤波器,送入ADC。ADC采集的数据送至上位机进行二滤波处理。整个LIA系统放大微弱信号1 000倍左右,信噪比700dB以上,电路板面积11cm×5.5cm,达到基本指标。     

测量高压差分探头1 MHz共模抑制比窄带放大器的研制

为了完整测量高压差分探头共模抑制比性能,需测量其50Hz~1MHz频率处的共模抑制比值。由于标准信号源的输出电平能力随着输出频率的升高而不断减小,1MHz时仅为20V左右,经过差分探头的衰减及共模抑制作用,使差分探头1MHz时共模输出信号电平极小,无法利用示波器进行测量。故研制了一台中心频率为1MHz的窄带放大器,该窄带放大器由低噪声高带宽放大单元和谐振选频单元组成,试验结果表明了其在输入电平50μV~1mV范围内的增益线性度优于±0.5dB,适用于差分探头1MHz频率处共模抑制比的测量。     

基于OPA454的新型高压级联放大器优化设计

为获取频率可调的高线性度电压信号,提出基于OPA454的高压级联线性放大器的优化设计方案。首先,设计高压级联放大器的主电路、隔离电路和级联放大电路;然后,分析此线性放大器的负反馈特性和容性负载特性,保证输出电压信号的高线性度和带容性负载能力;最后,搭建两级级联放大电路模型,时域下测试输入电压频率分别为0.001 Hz、1.0 Hz、1.0 kHz、10 kHz时放大器的输入输出波形,在频域下对比一级电压放大电路和两级电压放大电路的频率响应曲线。结果表明:设计的新型线性放大器输出的电压波形可对输入电压线性放大40 n倍,并达到较高的线性度和低波形失真率,满足可调频率下电压准确放大的要求。     

基于滑模变结构控制的多电平高效D类功率放大器

介绍了一种新颖的基于级联型多电平拓扑结构的开关型功率放大器，采用相移PWM技术，其开关频率是单个单元开关频率的2N倍，总的输出电压波纹很小，只需要一个较小的滤波器来抑制开关谐波。文中对多电平PWM输出信号的谐波进行分析，重点研究采用滑模电流电压双闭环控制的设计要点并推导其参数，之后研制一台2 kW级联型多电平滑模控制的电流电压双闭环D类功率放大器。试验研究结果表明：采用滑模电流电压双闭环控制的级联型多电平D类功率放大器，明显提高了系统带宽，使系统不仅对阻性负载而且对桥式整流负载都具有良好的快速性和跟踪性能，很好的瞬时响应和稳定性，较高的效率和低的输出信号谐波总畸变率值。     

Multiple output differential OTA with linearizing bulk‐driven active‐error feedback loop for continuous‐time filter applications

A CMOS circuit realization of a highly linear multiple‐output differential operational transconductance amplifier (OTA) has been proposed. The presented approach exploits a differential pair as an input stage with both the gate and the bulk terminals as signal ports. For the proposed OTA, improved linearity is obtained by means of the active‐error feedback loop operating at the bulk terminals of the input stage. SPICE simulations of the OTA show that, for 0.35 µm AMS process, total harmonic distortion at 1.36Vpp is less than 1% with dynamic range equal to 60.1 dB at power consumption of 276 μW from 3.3 V supply. As an example, both single output and dual differential OTAs are used to design third‐order elliptic low‐pass filters. The cut‐off frequency of the filters is 1 MHz. The power consumption of the OTA‐C filter utilizing the dual output differential OTA is reduced to 1.24 mW in comparison to 2.2 mW consumed by the single output differential OTA‐C filter counterpart. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.