微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号,或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。本文简要分析了常用的微弱信号检测理论,对小波变换的微弱信号检测原理进行了进一步的分析。然后提出了微弱信号检测系统的软硬件设计,在阐述了系统的整体设计的基础上,对电路所选芯片的结构和性能进行了简单的介绍,选用了具有14位分辨率的4路并行A/D转换器AD7865作为模数转换器,且选用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA逻辑器件作为控制器,控制整个系统的各功能模块。同时,利用FPGA设计了先入先出存储器,充分利用系统资源,降低了外围电路的复杂度,为电路调试及制板带来了极大的方便,且提升了系统的采集速度和集成度。系统的软件设计采用Verilog HDL语言编程,在Xilinx ISE软件开发平台上完成编译和综合,并选用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。关键词:微弱信号检测;信号调理:FPGA:AD7865;Verilog HDL信息时代需要获取许多有用的信息,多数科学研究及工程应用技术所需的信息都是通过检测的方法来获取的。若被检测的信号非常微弱,就很容易被噪声湮没,那么很难有效的从噪声中检测出有用信号。微弱信号在绝对意义上是指信号本身非常微弱,而在相对意义上是指信号相对于强背景噪声而言的非常微弱,也就是指信噪比极低。人们进行长期的研究工作来检测被噪声所覆盖的微弱信号,分析噪声产生的原因以及规律,且研究被测信号的特点、相关性以及噪声统计特性,从而研究出从背景噪声中检测有用信号的方法。1微弱信号检测(Weak Signal Detection)技术2.3.41主要是提高信号的信噪比,从噪声中检测出有用的微弱信号。对于这些微弱的被测量(如:微振动、微流量、微压力、微温差、弱光、弱磁、小位移、小电容等),大多数都是利用相应的传感器将微弱信号转换为微弱电流或者低电压,再经过放大器将其幅度放大到预期被测量的大小。
标签: 微弱信号检测
上传时间: 2022-06-18
上传用户:canderile
随着现代光电子技术的迅速发展,各类光电转换器件的不断出现,光电检测技术的应用领域越来越广泛,尤其是微弱光信号检测技术的应用发展。微弱光信号检测中,常常由于信号动态范围宽、背景噪声大给信号检测带来较大的困难。本文根据微弱光信号检测技术原理,设计了一种基于单片机的微弱光信号检测系统。首先,本文探讨了微弱光信号检测技术的研究背景和国内外研究现状,对比了在微弱光信号检测中常用的几种方法。其次,对于微弱光信号检测系统的放大电路模块、电路控制模块、电源电路、信号采集与传输模块进行了详细的介绍和讨论。其中,重点分析了放大电路部分,利用对数放大器的信号压缩功能,结合积分放大器原理实现宽动态、大噪声信号的压缩和变换,使信号平稳变换输出,有效的被提取出来。对于系统的软件部分采用单片机C语言编写程序。然后,利用两种光电二极管(PN型和PIN型)对微弱光信号检测系统的入射光功率特性和入射光频率特性进行了讨论和分析,并测量了实际的发光二极管的光谱。最后,对系统电路测量结果和输出特性进行了总结,并提出了该课题下一步研究工作。微弱光信号检测系统电路的测量结果表明,该系统在微弱光信号检测中达到较理想的效果。系统电路成本较低、速度较快、操作灵活,可以用于多种场合下的微弱信号的检测。关键字:微弱光检测,对数放大器,数据采集,光谱测量
标签: 微弱光信号检测系统
上传时间: 2022-06-18
上传用户:默默
引言在微弱信号检测中,由于有用信号极其微弱,其量级通常低于1v,被强大的噪声所淹没,因此需设计低噪声放大器,在设计低噪声放大器时采用合理的屏蔽和接地技术,可以最大限度地降低外部的干扰、耦合等噪声,所以,正确掌握屏蔽和接地技术,对于设计优质的低噪声放大器有很重要的意义.屏蔽就是将放大器装在屏蔽罩内,屏蔽罩上带有一定的电位,以阻止不平衡源阻抗中所流过的电流,从而消除输入端的噪声电压,尤其是共模噪声的影响,接地则可以消除各电路回路流过地电阻所产生的噪声,避免地回路中噪声的耦合.1接地技术一个测量系统,总是由若干部件组成,各部件若电位不统一,会引起互相干扰。接地可以统一各部件的基本电位,这是接地的基本目标之一.正确的接地可以克服干扰的影响,但不得当的接地,甚至会加大干扰的影响,所以需研究接地方法。常见的接地方法有:单点串联接地,单点并联接地,多点接地,浮点接地.
上传时间: 2022-06-19
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激光雷达(Lidar light detection and ranging,光探测和测距的缩写)是利用激光作为探测源的1种探测雷达。与常见的微波雷达所采用的波源微波相比,激光具有单色性好、相干性强、方向性好的特点,而且光波的工作波长与微波相比小3~5个数量级,因而激光雷达有极高的时空分辨力和抗干扰能力。因此,激光雷达在测距、制导、导航、测绘和大气遥感、大气探测等军用、民用领域有非常广阔的发展前景1-1由于激光雷达的波源是激光,所以其回波信号的接收是1个光电转换的过程。激光雷达工作过程中激光源与探测目标、大气的相互作用以散射和吸收为主,十几公里外的回波多则十几少则几个光子,信号非常弱,因此激光雷达微弱信号检测、放大技术是激光雷达的关键技术之.。目前,国内外在激光雷达信号前置放大领域的研究不多,往往是直接应用市场成品于不同的激光雷达,实际使用效果有好有坏。国外研制PMT前置放大器的公司有EMI,PHIL IPS SCIEN-TIFIC等公司,然而,不同的激光雷达,其回波信号和系统参数往往不一样,因此有必要根据实际的激光雷达系统参数对其前置放大器进行优化设计,这样才能更好的对激光雷达信号进行检测放大。
上传时间: 2022-06-19
上传用户:XuVshu
射频功率放大器在雷达、无线通信、导航、卫星通讯、电子对抗设备等系统中有着广泛的应用,是现代无线通信的关键设备.与传统的行被放大器相比,射频固态功率放大器具有体积小、动态范围大、功耗低、寿命长等一系列优点;由于射频功率放大器在军事和个人通信系统中的地位非常重要,使得功率放大器的研制变得十分重要,因此对该课题的研究具有非常重要的意义.设计射频集成功率放大器的常见工艺有GaAs,SiGe BiCMOS和CMOS等.GaAs工艺具有较好的射频特性和输出功率能力,但其价格昂贵,工艺一致性差;CMOS工艺的功率输出能力不大,很难应用于高输出功率的场合;而SiGe BiCMOS工艺的性能介于GaAS和CMOS工艺之间,价格相对低廉并和CMOS电路兼容,非常适合于中功率应用场合.本文介绍了应用与无线局域网和Ka波段的射频集成功率放大器的设计和实现,分别使用了CMOS,SiGe BiCMOS,GaAs三种工艺.(1)由SMIC 0.18um CMOS工艺实现的放大器工作频率为2.4GHz,采用了两级共源共栅电路结构,在5V电源电压下仿真结果为小信号增益22dB左右,1dB压缩点处输出功率为20dBm左右且功率附加教率PAE大于15%,最大饱和输出功率大于24dBm且PAE大于20%,芯片面积为1.4mm*0.96mm;(2)由IBM SPAE 0.35um SiGe BiCMOS工艺实现的功率放大器工作频率为5.25GHz,分为前置推动级和末级功率级,电源电压为3.3V,仿真结果为小信号增益28dB左右,1dB压缩点处输出功率大于26dBm,功率附加效率大于15%,最大饱和输出功率为29.5dBm,芯片面积为1.56mm"1.2mm;(3)由WIN 0.15um GaAs工艺实现的功率放大器工作频率为27-32GHz,使用了三级功率放大器结构,在电源电压为5V下仿真结果为1dB压缩点的输出功率Pras 26dBm,增益在20dB以上,最大饱和输出功率为29.9dBm且PAE大于25%,芯片面积为2.76mm"1.15mm.论文按照电路设计、仿真、版图设计、流片和芯片测试的顺序详细介绍了功率放大器芯片的设计过程,对三种工艺实现的功率放大器进行了对比,并通过各自的仿真结果对出现的问题进行了详尽的分析。
上传时间: 2022-06-20
上传用户:shjgzh
论文主要工作如下:一是从功率放大器的物理结构上分析了射频功率放大器非线性特性产生的原因及其对通信系统的影响,讨论了功率放大器的非线性分析模型,即幂级数分析模型,Volterra级数分析模型和谐波平衡分析模型,并简要的说明了它们各自的特点,总结出了谐波平衡分析法的优点,指出它适合用于射频功率放大器的大信号非线性分析.二是分析了射频功率放大器偏置和匹配电路设计中的一些基本问题,比较了有源和无源偏置网络的优缺点,讨论了输入、输出匹配电路和级间匹配电路设计的重点问题。介绍了负载牵引设计方法,它是在具备功率管大信号模型的基础上对负载和源进行牵引仿真,从而确定输出、输入阻抗。三是在射频功率放大器的设计过程中,主要使用了ADS软件进行辅助分析设计.正是通过对软件功能的充分应用,替代了射频功半放大器设计中许多原来需要人工进行的运算工作,提高了工作效率。从仿真结果来看,都达到了预期的设计目标,验证说明了ADS仿真软件在射频功率放大电路设计方面的实用性与优越性,具有继续进行深入研究的价值。
上传时间: 2022-06-20
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运算放大器基础篇,该基础电路适用于实际电路中各小信号放大场合,如热电偶电信号放大等
上传时间: 2022-06-27
上传用户:kent
运算放大器在现代电子设计中扮演着至关重要的角色,发展至今,已经进入射频设计领域,回归到了全差分结构,也开启了在信号链设计中的新应用领域。 本书是运算放大器电路设计领域一部重要著作,源自全球领导厂商德州仪器公司设计参考文档,第4版由资深电子工程师Bruce Carter一人担纲,更注重实践指导,适合系统性阅读。作者首先简要回顾了运放基础知识,然后展开分析具体的运放电路设计及其注意事项,给出了大量电路实例以及诸多珍贵使用技巧,并将“做减法”的解决问题方式作为全书电路设计指导思想。任何从事电子电路设计的工程技术人员都会从中受益匪浅。 书中还介绍了一些设计辅助工具,方便读者设计运放电路,其中既有生产厂家提供的,也有作者自己编写的(见 http://booksite.elsevier.com/9780123914958/ )。
标签: 运算放大器
上传时间: 2022-06-28
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本文针对传统放大器信噪分离能力弱,无法检测微弱信号这一现状,设计了一个基于AD630的锁相放大器。系统以开关式相关器为锁相放大器的核心部分进行设计,具有电路简单、运行速度快、线性度高、动态范围大、抗过载能力强等优点。本文设计的锁相放大器硬件主要包括信号通道模块、参考通道模块、相关器模块、电源模块、电压检测模块、显示模块等部分。信号通道模块的输入级通过并联多个放大器的方式有效降低了噪声,通过跟踪带通滤波电路提高了信噪比;参考通道模块包含参考电压放大器、锁相环电路和相移器电路三个部分,可以将输入信号放大10~10000倍:相关器模块是锁相放大器的核心部分,采用高信噪比的AD630芯片进行电路设计,包括相敏检波电路(PSD)和低通滤波电路;电源模块由集成三端稳压器构成,通过模拟电源和数字电源隔离的方式有效降低了电源纹波:电压检测模块通过电阻分压的方式提高了可检测范围;显示模块为数字电压表ZF5135-DC2V,直观显示被检测信号。本文利用Altium Designer软件绘制PCB板对电路进行了测试,结果表明系统能够准确检测到uV级别的信号,并且信噪比较高。相位差在0~360°范围内连续调节时,能够将较微弱的信号从噪声的背景中提取出来并进行放大。同时该系统各级电路之间采用直接耦合的方式,对于频率较低的信号,仍然能进行锁相放大。设计中对锁相放大器理想和非理想模型进行了仿真对比,结果表明在未掺杂噪声时,信号通道将输入信号放大10倍,相位改变180°。最后根据行为级建模和电路实物焊接两种方法进一步分析验证了锁相放大器的工作机理。
上传时间: 2022-07-11
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用运放过程中积累的一些知识和经验.doc 548KB2020-03-31 15:06 有源反馈网络同相复合放大器的研究.pdf 183KB2020-03-31 15:06 运放稳定性分析.pdf 418KB2020-03-31 15:06 常用运算放大器的详细电路介绍.doc 141KB2020-03-31 15:06 运算放大器电路分析精华 横流输出解析.doc 1.6M2020-03-31 15:06 运算放大器经典应用.pdf 1.1M2020-03-31 15:06 运算放大器的选择.pdf 1.2M2020-03-31 15:06 运算放大器入门教程.pdf 715KB2020-03-31 15:06 运算放大器:输入和输出限制.pdf 1.7M2020-03-31 15:06 如何使用Multisim8对运算放大器的线性应用进行仿真?.pdf 587KB2020-03-31 15:06 从虚断,虚短分析基本运放电路,经典运放电路.docx 154KB2020-03-31 15:06 国外最新应用运放电路设计精选.pdf 6.1M2020-03-31 15:06 运算放大器的简易测量.pdf 322KB2020-03-31 15:06 模拟电子技术基础(第4版).pdf 5.5M2020-03-31 15:06 TI公司的运放资料(含纯英文原版加翻译).rar 2.2M2020-03-31 15:06 运算放大器实战入门(下).ppt 1.5M2020-03-31 15:06 前置运算放大器的噪声分析与设计.pdf 799KB2020-03-31 15:06 运算放大器基本电路大全.pdf 1.5M2020-03-31 15:06 运放参数的详细解释和分析-合集(1-25).pdf 5.4M2020-03-31 15:06 如何进行一种微功耗轨到轨输出AB类运算放大器设计的资料概述.pdf 881KB2020-03-31 15:06 常用运放电路集锦.pdf 382KB2020-03-31 15:06 运算放大器知识点.ppt 1.9M2020-03-31 15:06 史上最全的运放典型应用电路及分析.pdf 66KB2020-03-31 15:06 运算放大器的原理和应用.pdf 167KB2020-03-31 15:06 运算放大器实战入门(上).ppt 4.8M2020-03-31 15:06 运算放大器的设计与仿真.pdf 6.3M2020-03-31 15:06 几种运算放大器和比较器的经典电路分析资料概述.docx 283KB2020-03-31 15:06 电子电路百科全书.pdf 10.9M2020-03-31 15:06 清华大学李福乐的运算放大器设计实例.pdf 330KB2020-03-31 15:06 运算放大器电路设计应用.pdf 1.1M2020-03-31 15:06 运放应用技巧.docx 1.3M2020-03-31 15:06 集成运算放大器的使用可靠性.pdf 283KB2020-03-31 15:06 清华07年的一份运算放大器的设计(非常详细).pdf 1.2M2020-03-31 15:06 T型反馈电阻网络在微弱信号放大电路中的应用.pdf 218KB2020-03-31 15:06 运放使用注意事项.pdf 305KB2020-03-31 15:06 运放应用知识.pdf 743KB2020-03-31 15:06 从零学运放-运放电路设计入门.rar 11.7M2020-03-31 15:06 运算放大器的电路模型和比例电路的分析及有运算放大器的电阻电路概述.ppt
上传时间: 2013-06-17
上传用户:eeworm