基于FPGA的锁相放大器在多组分气体检测中的应用

该文介绍了基于光声光谱技术的多组分气体检测的基本原理,设计了基于FPGA的数字双相锁相放大器,完成了低通滤波器和DDS信号发生模块的仿真设计并应用于光声光谱多组分气体检测系统。通过对不同浓度的C2H2,CO2,CO混合气体的检测结果表明,该锁相放大器可以有效提取微弱的光声信号,检测出C2H2,CO2,CO这三种气体的浓度,系统检测相对误差小与5%,精度好且具有一定的稳定性,能广泛应用于气体检测中。     

基于FPGA的锁相放大器在多组分气体检测中的应用

该文介绍了基于光声光谱技术的多组分气体检测的基本原理,设计了基于FPGA的数字双相锁相放大器,完成了低通滤波器和DDS信号发生模块的仿真设计并应用于光声光谱多组分气体检测系统。通过对不同浓度的C2H2,CO2,CO混合气体的检测结果表明,该锁相放大器可以有效提取微弱的光声信号,检测出C2H2,CO2,CO这三种气体的浓度,系统检测相对误差小与5%,精度好且具有一定的稳定性,能广泛应用于气体检测中。     

数字锁相放大器在大气透射仪中的应用研究

为了提高大气透射仪的测量动态范围、测量精度及稳定性,用FPGA设计了双相数字锁相放大器,并结合低噪声运算放大器、低误差可编程增益放大器、高精度模数转换器,实现了大动态范围、高精度、超稳定的信号采集模块。测试表明该设计满足了大气透射仪在气象能见度小于50 m时μV级别信号的探测能力以及高气象能见度时精确、稳定测量的要求。     

基于FPGA的TDLAS气体测量系统

提出了基于FPGA的气体检测系统,实现了TDLAS气体测量系统小型化、数字化.利用FPGA并行计算、易于实现DDS信号发生和正交数字锁相等特点,可以满足TDLAS测量过程中的高频信号发生、谐波信号的提取等计算,从而采用正交数字锁相方法及拟合法实现气体的测量.将激光器、温度控制模块、电流驱动模块、信号发生器、光电探测器、带通滤波器、ADC采样集成在同一块印制电路板上,实现系统的小型化和集成化.最后,通过在空气中对氧气浓度进行长时监测,验证了本系统的稳定性.     

基于数字锁相放大器的甲烷谐波检测虚拟系统

基于甲烷气体的谐波检测技术,利用数字锁相放大器SR830检测甲烷气体吸收谱线的一、二次谐波,在LabVIEW虚拟仪器设计平台上设计甲烷浓度谐波检测虚拟仪器系统,实现了对数字锁相放大器的远程控制和对数据的采集与处理;实验结果与理论模型相吻合,充分验证了采用数字锁相放大器检测甲烷气体浓度可以精确的提取出谐波信号,获得较好的信噪比。     

基于FPGA的数字锁相放大器的设计

在测井过程中由于复杂的地下环境,得到的信号往往淹没于噪声中.从强噪声干扰中提取出微弱信号一直是测井中的难点.在微弱信号的采集和处理中,锁相放大技术一直是一种常见且行之有效的方法.本文利用锁相放大技术原理,使用FPGA实现了数字锁相放大器,其中包括基于分布式算法的数字低通滤波器,有效的解决了乘法器资源紧缺的问题.     

改进的数字锁相放大器微弱信号检测法

探讨了锁相放大器进行微弱信号检测的原理和实现方法.在此基础上,并与数字锁相放大器检测原理相结合,提出了通过改进检测和移相算法,从而对数字锁相放大器进行优化的设计.使用Matlab进行算法模拟,从模拟结果发现,采样率和信号频率成倍数关系时会出现奇点,提出用动态采样率的方案有效地解决奇异点问题.在LabVIEW下进行仿真,结果表明,放大器在信号幅度为5V、噪声标准差低于50、信号频率低于500KHz,系统对微弱信号检测相对误差低于2％.     

数字锁相放大器原理及其Matlab仿真

微弱信号检测技术是一门新兴的科学技术,广泛地应用于声学、光学、生物学等领域,用以检测这些领域中强噪声下的微弱信号。数字锁相放大器是微弱信号检测技术中的有效工具。本文介绍了数字锁相放大的基本原理,并编写Matlab程序仿真,说明了采样频率对该算法的影响。     

锁相放大器在现场尘粒浓度测量仪中的应用

根据相干检测原理，引入微机控制，设计了一套智能化的锁相放大系统，用于对现场尘粒浓度的测量。由微机完成光源调制，相位移动及锁定，模数转换以及数据处理等，最后给出了对比测试结果。     

锁相放大技术在光学式甲烷气体传感器中的应用

设计了一种基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱的光学式甲烷气体传感器,传感器针对甲烷气体位于1653.722nm处的吸收谱线,应用锁相放大技术提取微弱的一次谐波幅度信号,实现对气体浓度的测量。重点分析了在光学式甲烷气体传感器中应用锁相放大的原理及关键技术。结果表明该传感器响应时间为10s,测量精度可达0.02%VOL。     

基于动态采样的锁相放大微弱信号检测

摘要：基于相关检测原理设计了一种数字锁相放大器,重点研究了采样频率与相关运算结果的关系。发现参考信号为方波而采样频率与信号频率成一定关系时,系统相关运算存在固有误差。为减少该误差,首次将动态采样法引入数字锁相放大器设计中,运算发现动态采样的采样频率数越多,奇点产生的误差越少。基于LabVIEW软件对所设计的检测系统进行了仿真测试,测试结果表明该数字锁定放大器在信号幅度为5V、噪声标准差小于等于50时（SNR=-34.04dB）,能有效地检测出频率为500KHz以下的信号,系统检测结果与理论计算值的相对误差基本不超过2%。     

一种基于DSP和采样ADC的数字锁定放大器

探讨了用ＤＳＰ（数字信号处理器）和采样ＡＤＣ（模数转换器）实现数字锁定放大器的一种方法。在整数个周期内对被测信号进行采样得到信号序列,由数字运算得到参考序列,通过计算信号序列和参考序列的互相关函数就可实现数字相敏检测。文中还对数字相敏检测的频率的频率特性进行了分析。最后,给出了实际设计的数字锁定放大器,它的工作频率范围是１０Ｈｚ～３０ｋＨｚ,实验结果表明,可以用它来测量低信噪比的信号。     

一种新的应用于锁相放大器的数字相关电路结构设计

为了解决数字锁相放大器在进行数字相关运算中引发的大存储量和大运算问题,首次将电压/频率转换方法引入锁相检测电路中,采用了一种新的数字相关电路结构,极大降低了数字相关运算对处理器高性能的要求;理论分析与实验表明:该数字锁相放大器性价比高、测量响应时间快,在对1mV信号进行测试中,相对误差能够控制在1%以内.     

数字锁定放大器中窄带低通滤波器的设计

根据锁定放大器的原理,讨论了应用于锁定放大器之中的低通滤波器的性能要求.从多采样率信号处理原理出发,提出了可满足锁定放大器要求的窄带低通滤波器的实现结构以及软件实现方法.最后通过DSP硬件仿真,验证了该窄带低通数字滤波器在锁定放大器中的性能.     

一种应用于谐振式光纤陀螺的数字双相位锁相放大器的设计

针对谐振式陀螺输出频率差信号微弱的特点,设计了一种应用于谐振式光纤陀螺的数字化双相位的锁相放大器,用于检测谐振式光纤陀螺Sagnac效应引起的角速度信号.该锁相放大器无需对参考信号进行相位调整即可实现对待测信号的鉴幅功能,改善系统检测系统的信噪比,实现微弱信号检测.采用数字电路实现该锁相放大器,并将其集成到FPGA上,有利于陀螺小型化和集成化.     

用于水微电导测量的锁相放大器的设计

电导率的检测是工业在线成分分析中的一个重要方法,在对于水的电导率检测中,由于信号很小,采用普通的检测方法无法从噪声中提取有用的检测信号,利用相关检测原理,设计了一种应用于水的电导率检测的锁相放大器,给出了信号驱动电路、前置放大、移相电路、开关式相敏检波等电路的实际的电路,并从理论上给予分析,作为电路参数选择的依据,从而能进一步提高整个测量系统的信噪改善比.     

数字锁相放大器技术及光谱检测应用进展

数字锁相放大器是基于互相关检测原理的微弱信号检测装置。综述了数字锁相放大器的主要设计思路,包括信号输入通道设计、算法设计、不同硬件构成设计与参考信号源设计。针对光谱分析应用,分析了动态信号检测失真、载波信号波动时的频率跟踪、相关参数优化及性价比等关键问题及解决方案。通过数字锁相放大器关键参数指标的演进历程分析,展望了数字锁相放大器的发展与应用方向。对于数字锁相放大器的使用与研究具有较高的实用价值,对其后续的创新具有重要的参考意义。