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一种双相位锁相放大电路设计

时间:10-16 来源:互联网 点击:

波参数的值,即R3和R4。由参考文献得振荡电路各参数如下

其中,10 kΩ≤R1≤1 MΩ;10 kΩ≤R2≤1 MΩ;100 pF≤C1≤0.01μF。
环路滤波参数的计算:利用参考文献的结论可知,鉴相器灵敏度,Vcc为供电电源。压控振荡器的灵敏度

其中fr为输入信号频率,本设计选取η=1,fr=1 500 Hz,C1=0.01 μF,C2=10μF则可推出R1=R2=1 MΩ,R3=112 Ω,R4=212 Ω;总体电路如图4所示。

由CD4046产生的正交正弦信号经过PSD模块,输出两个正弦分量和余弦分量的直流信号,此信号中还含有少量的低频信号,需要通过低通滤波滤掉此类信号。低通滤波电路如图5所示。

该低通滤波电路的,由此可以算出通带截止频率f0=32Hz。

3 测试结果分析
针对该设计的电路,输入被测电流,得到被测电压,从而得到两者的关系,测试多组电流,测试结果如表1所示。

从测试结果可以看出:在不同的电流下,参考频率均为1 500 Hz,保证了参考频率的稳定性,同时该电路的灵敏度为20 mV/mA,精度为0.05%,表明该电路是一种高精度、实用的锁相放大电路。

4 结束语
锁相放大电路在微弱信号检测中具有较大优势,和一般交流放大电路不同,其不是简单的放大,而是把与待测信号中与参考信号同步的那些信号检测出来,得到相应的直流信号,此设计的锁相放大电路主要用于检测周期性的电压和电流,对于非周期性的电压和电流,可以采用调制的方法将其调制成周期性信号再进行检测,此外还可用于一些气体浓度传感器中,具有一定的工业应用价值。

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