The invention discloses a GMI sensor based on the principle of double-detector amplification, which includes: the input channel of GMI probe signal, which is used as the signal channel of GMI probe signal input; the reference signal input channel, which is used as the reference channel of reference signal input; in which the reference signal is divided into two channels, one is directly output, the other is output after passing through a 90-degree phase shifter. Two signals are output to two orthogonal phase-sensitive detection units respectively; two orthogonal phase-sensitive detection units, including two phase-sensitive detection units; direct current amplifier, which amplifies the signal processed by two orthogonal phase-sensitive detection units and outputs them to the square sum operation unit; and the square sum operation unit, which finally performs the square sum calculation of the output of two orthogonal phase-sensitive detection units. Output. The invention has the advantages of stable performance, reducing noise influence and providing reliable data.
【技术实现步骤摘要】
一种基于双检波放大原理的GMI传感器
本专利技术主要涉及到传感器
,特指一种基于双检波放大原理的GMI传感器。
技术介绍
利用非晶丝材料的巨磁阻抗效应(GMI)来对微弱的生物磁场进行检测,已被证实是一种新型的高灵敏度的检测方法。在信号后级调理中,由于有用信号相对于环境中存在的噪声十分微弱,为了获得足够高的分辨率,GMI传感器需要尽可能提高信噪比,即降低环境噪声,放大有用信号,而环境噪声中最主要的成分来自于50Hz及其倍频的工频干扰。检波放大自问世以来,在微弱信号检测方面显示出优秀的性能,其主要思路为:1、用调制器将直流或慢变信号的频谱迁移到调制频率w0处,以避开1/f噪声的不利影响。2、利用双路正交相敏检测实现调制信号的解调过程,可以同时利用频率w0和相角θ进行检测,噪声与信号同频又同相的概率很低。3、用低通滤波器而不是带通滤波器来抑制宽带噪声,低通滤波器的频带可以做的很窄,而且其频带宽度不受调制频率的影响,稳定性也远远优于带通滤波器。目前的GMI传感器的后级信号调理方案多以传统的多级陷波-放大电路为主,传统的GMI传感器为了提高信噪比,需要尽可能地滤除50Hz工频干扰等噪声信号。由于工频干扰的频率位于有用信号的频段内(100Hz以下的低频段),因此其只能通过陷波滤波器来进行窄带化。为了将线圈拾取到的微弱的电压变化放大到足够识别,整个系统的增益系数必然会很大。为了防止电路饱和,所使用的50Hz陷波滤波器的带宽必须非常窄,Q值必然很高。此时,稍有温度、电源电压等环境因素的变化,就会带来前陷波滤波器中心频率的变化,从而导致信号失真甚至电路饱和,无法稳定可 ...
【技术保护点】
1.一种基于双检波放大原理的GMI传感器,其特征在于,包括:GMI探头信号输入通道,用来作为GMI探头信号输入的信号通道;参考信号输入通道,用来作为参考信号输入的参考通道;其中,参考信号分作两路,一路直接输出,另一路经过一个90度的移相器之后再输出,两路信号分别输出至双路正交相敏检测单元;双路正交相敏检测单元,包括两个相敏检测单元,一个相敏检测单元用来对经GMI探头信号输入通道输出的GMI探头信号和参考信号输入通道直接输出的与被测信号相干的控制信号进行相乘处理,再经过低通滤波器输出;另一个相敏检测单元用来对经GMI探头信号输入通道输出的GMI探头信号和参考信号输入通道经移相器之后输出与被测信号相干的控制信号进行相乘处理,再经过低通滤波器输出;直流放大器,对经双路正交相敏检测单元处理之后的信号进行放大后输出至平方和运算单元;平方和运算单元,通过将两路正交的相敏检测的输出做平方和运算后最终输出。
【技术特征摘要】
1.一种基于双检波放大原理的GMI传感器,其特征在于,包括:GMI探头信号输入通道,用来作为GMI探头信号输入的信号通道;参考信号输入通道,用来作为参考信号输入的参考通道;其中,参考信号分作两路,一路直接输出,另一路经过一个90度的移相器之后再输出,两路信号分别输出至双路正交相敏检测单元;双路正交相敏检测单元,包括两个相敏检测单元,一个相敏检测单元用来对经GMI探头信号输入通道输出的GMI探头信号和参考信号输入通道直接输出的与被测信号相干的控制信号进行相乘处理,再经过低通滤波器输出;另一个相敏检测单元用来对经GMI探头信号输入通道输出的GMI探头信号和参考信号输入通道经移相器之后输出与被测信号相干的控制信号进行相乘处理,再经过低通滤波器输出;直流放大器,对经双路正交相敏检测单元处理之后的信号进行放大后输出至平方和运算单元;平方和运算单元,通过将两路正交的相敏检测的输出做平方和运算后最终输出。2.根据权利要求1所述的基于双检波放大原理的GMI传感器,其特征在于,所述GMI探头信号输入通道中GMI探头检测的磁场信号为低频信号,将低频信号乘以频率为w0的正弦载波,使其频谱迁移至w0处;然后通过前置放大器,所述前置放大器的噪声特性与信号源的输出阻抗相匹配。3.根据权利要求2所述的基于双检波放大原理的GMI传感器,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐明,韩长林,周宗潭,唐景昇,卢惠民,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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