一种量程可调的数字模拟锁相放大系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，包括顺次连接的斩波稳零放大器、程控放大器组、模拟开关、低通滤波器及模数转换器，所述模拟开关还连接有高速比较器，高速比较器连接有移相放大器；该系统还包括控制器，模拟开关、模数转换器及程控放大器组均与所述控制器连接，所述控制器还连接有电脑端。本实用新型专利技术通过设置同相和反相的程控放大器，进行信号正反相增大，利用其放大倍率改变待测信号量程，提高了系统整体的普适性，实用性更强。通过设置移相放大器，提高了系统整体的香味分辨率。通过设置模拟开关，从而减少了系统整体计算量，从而缩短了系统计算时间。

【技术实现步骤摘要】
一种量程可调的数字模拟锁相放大系统
本技术涉及信号放大系统，属于锁相放大器
，更具体的说是涉及一种量程可调的数字模拟锁相放大系统。
技术介绍
锁相放大器需要保证输入信号与参考信号的频率相同、相位差为零以及振幅保持不变，才能使输出的直流信号与被测信号的振幅成正比。现有的锁相放大器主要分为模拟锁相放大器和数字锁相放大器两种，这两种锁相放大器的工作原理相同，都是采用正交解调法来提取有用信号。模拟锁相放大器是采用集成的锁相放大芯片，虽然其放大倍率固定、量程固定，但是费用昂贵且普适性不高，对于频率偏高的谐波或偏低的信号提取效果不理想。数字锁相放大器的参考信号处理单元采用数字参考相移实现，虽然相位分辨率可达到毫度级，但是其计算量大、完成时间长。在专利号为201721253822.6、名称为“一种实时单电源数字锁相放大器装置”的专利文件中，记载有一种实时单电源数字锁相放大器装置，包括：中央处理器、第一数模转换器、第一抗混叠滤波器、调制信号输出端口、信号输入端口、第二抗混叠滤波器、模数转换器、第二数模转换器、第三抗混叠滤波器、信号输出端口、电源转换模块、内置时钟、电源接口和接地端口。该装置其实也算一种锁相放大系统，其解决了放大器成本高、功能单一的问题，但其依然无法做到普适性，且结构复杂。在专利号为201210134997.0、名称为“基于数字域同步锁相算法的双相数字式锁相放大器”的专利文件中，公开了一种双相数字式锁相放大器，由前端微弱信号调理电路、锁相环90°移相器、采样率≥10倍输入信号频率的多路同步数据采集卡、计算机组成；其中，前端微弱信号调理电路包含AD8665运放和AD8429运放，锁相环90°移相器包含CD4046和CD4013，计算机包含带通滤波器和低通滤波器；锁相环90°移相器产生2路位相相差90°的参考信号，前端微弱信号调理电路产生一路差分信号，数据采集卡将同步采集的2路位相相差90°的参考信号和一路差分信号送入计算机；计算机实时提取其中一路参考信号的基频，然后利用此基频实时调整带通滤波器的中心频率，用来滤除差分信号的带外噪声，此带通滤波器为FIR型带通滤波器；计算机将2路位相相差90°的参考信号TTL方波变换成幅度只有+1和-1大小的两种幅值的方波；经过带通滤波器的差分信号再分别与经过变换的两个幅值为+-1的方波进行相乘，相乘后的信号分别通过各路的FIR型低通滤波器，然后计算机求取低通滤波器输出信号的平均值，得到原始信号的实部和虚部。该装置其实也算一种锁相放大系统，其解决了放大器体积大、计算速度慢的问题，但该放大器计算复杂、计算量低。综上，现有技术中的放大器或放大系统中，还没有同时解决其成本高、普适性差、计算量低及用时长的技术问题。
技术实现思路
基于以上技术问题，本技术提供了一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，从而解决了以往数字模拟锁相放大系统成本高、实用性差及计算量低、时间长的技术问题。为解决以上技术问题，本技术采用的技术方案如下：一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，包括顺次连接的斩波稳零放大器、程控放大器组、模拟开关、低通滤波器及模数转换器，所述模拟开关还连接有高速比较器，高速比较器连接有移相放大器；该系统还包括控制器，模拟开关、模数转换器及程控放大器组均与所述控制器连接，所述控制器还连接有电脑端。基于以上系统，所述程控放大器组包括同相型程控放大器和反相型程控放大器，同相型程控放大器和反相型程控放大器的输入端均与所述斩波稳零放大器输出端连接，所述同相型程控放大器和反相型程控放大器的输出端与所述模拟开关连接，所述控制器同样与所述同相型程控放大器和反相型程控放大器连接。基于以上系统，所述控制器还连接有电压控制模块，电压控制模块包括变压器T12、整流二极管组件VD4、稳压管VD5、二极管D7、三极管Q4、三极管Q5、电容C71、电容C72、电容C73、电容C74、电阻R12、电阻R37、电阻R38、电阻R39、继电器K4、REG102电压转换集成电路U7、市电电源接口J6和用电设备接线接口J7；变压器T12的1引脚与市电电源接口J6的火线引脚相连，变压器T12的2引脚与市电电源接口J6的零线引脚相连，变压器T12的3引脚与整流二极管组件VD4的1引脚相连，变压器T12的4引脚与整流二极管组件VD4的3引脚相连，整流二极管组件VD4的1引脚接地，整流二极管组件VD4的4引脚与电阻R37的一端、电容C73的正极以及三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极与电阻R37的另一端以及稳压管VD5的阴极相连，三极管Q4的发射极与电容C71的正极、REG102电压转换集成电路U7的In引脚以及REG102电压转换集成电路U7的E引脚相连，REG102电压转换集成电路U7的Out引脚输出3.3V直流电，REG102电压转换集成电路U7的ADJ引脚与电容C72的正极相连，REG102电压转换集成电路U7的GND引脚与电容C71的负极、电容C72的负极、电容C73的负极、电容C74的正极、稳压管VD5的阳极以及电阻R38的一端相连并接地，电阻R38的一端与电容C74的负极、二极管D7的阴极以及继电器的5引脚相连，继电器的1引脚与用电设备火线接线接口相连，继电器的2引脚置空，继电器的3引脚与市电电源接口J6的火线引脚相连，用电设备接线接口J7的零线引脚与市电电源接口J6的零线引脚相连，继电器的4引脚与二极管D7的阳极以及三极管Q5的基极相连，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极与电阻R39的一端相连，电阻R39的另一端与电阻R12的一端相连，所述控制器选用CC2530F256型微处理器，所述电阻R12的另一端与CC2530F256微控制器的P1_0引脚相连。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术通过设置同相和反相的程控放大器，进行信号正反相增大，利用其放大倍率改变待测信号量程，提高了系统整体的普适性，实用性更强。2、本技术通过设置移相放大器，提高了系统整体的香味分辨率。3、本技术通过设置模拟开关，从而减少了系统整体计算量，从而缩短了系统计算时间。附图说明图1为本技术的总体结构示意图；图2是电压控制模块的电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明。本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1所示，一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，包括顺次连接的斩波稳零放大器、程控放大器组、模拟开关、低通滤波器及模数转换器，所述模拟开关还连接有高速比较器，高速比较器连接有移相放大器；该系统还包括控制器，模拟开关、模数转换器及程控放大器组均与所述控制器连接，所述控制器还连接有电脑端；所述程控放大器组包括同相型程控放大器和反相型程控放大器，同相型程控放大器和反相型程控放大器的输入端均与所述斩波稳零放大器输出端连接，所述同相型程控放大器和反相型程控放大器的输出端与所述模拟开关连接，所述控制器同样与所述同相型程控放大器和反相型程控放大器连接。本实施例同源信号分别传送至斩波稳零放大器和移相放大器，斩波稳零放大器可固定放大倍率以及消除温漂和零漂，通过斩波稳零放大器将信号出入至两个程控放大器中，两个程控高速放大器对前级信号分别作出同相和反相的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，其特征在于：包括顺次连接的斩波稳零放大器、程控放大器组、模拟开关、低通滤波器及模数转换器，所述模拟开关还连接有高速比较器，高速比较器连接有移相放大器；该系统还包括控制器，模拟开关、模数转换器及程控放大器组均与所述控制器连接，所述控制器还连接有电脑端。

【技术特征摘要】
1.一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，其特征在于：包括顺次连接的斩波稳零放大器、程控放大器组、模拟开关、低通滤波器及模数转换器，所述模拟开关还连接有高速比较器，高速比较器连接有移相放大器；该系统还包括控制器，模拟开关、模数转换器及程控放大器组均与所述控制器连接，所述控制器还连接有电脑端。2.根据权利要求1所述的一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，其特征在于：所述程控放大器组包括同相型程控放大器和反相型程控放大器，同相型程控放大器和反相型程控放大器的输入端均与所述斩波稳零放大器输出端连接，所述同相型程控放大器和反相型程控放大器的输出端与所述模拟开关连接，所述控制器同样与所述同相型程控放大器和反相型程控放大器连接。3.根据权利要求1所述的一种量程可调的数字模拟锁相放大系统，其特征在于：所述控制器还连接有电压控制模块，电压控制模块包括变压器T12、整流二极管组件VD4、稳压管VD5、二极管D7、三极管Q4、三极管Q5、电容C71、电容C72、电容C73、电容C74、电阻R12、电阻R37、电阻R38、电阻R39、继电器K4、REG102电压转换集成电路U7、市电电源接口J6和用电设备接线接口J7；变压器T12的1引脚与市电电源接口J6的火线引脚相连，变压器T12的2引脚与市电电源接口J6的零线引脚相连，变压器T12的3引脚与整流二极管组件VD4的1引脚相连，变压器T12的4引...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐清茂，钟杰，
申请(专利权)人：成都意科科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51