弱信号尖峰检测报告.
微弱信号检测装置(A题)(获奖报告)(电赛报告模板)
微弱信号检测装置（A题）摘要本系统是基于锁相放大器的微弱信号检测装置，用来检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值。
该系统由加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路和显示电路组成。
其中加法器和纯电阻分压网络生成微小信号，微弱信号检测电路和显示电路完成微小信号的检测和显示在液晶屏上。
本系统是以相敏检波器为核心，将参考信号经过移相器后，接着通过比较器产生方波去驱动开关乘法器CD4053，最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号，将该直流信号送入单片机处理后，液晶显示出来。
经最终的测试，本系统能较好地完成微小信号的检测。
关键词：微弱信号强噪声相敏检测1系统方案1.1方案论证与比较1.1.1 微信号检测电路方案一：采用滤波电路检测微小信号，通过滤波电路将微小信号从强噪声中检测出来，但滤波电路中心频率是固定的，而信号的频率是可变的，无法达到要求，所以该方案不可行。
方案二：采用取样积分电路检测小信号，利用取样技术，在重复信号出现的期间取样，并重复N次，则测量结果的信噪比可改善倍，但这种方法取样效率低，不利于重复频率的信号恢复。
方案三：采用锁相放大器检测小信号，锁相放大器由信号通道、参考通道、和相敏检波器等组成，其中相敏检波器（PSD）是锁相放大器的核心，PSD把从信号通道输出的被测交流信号进行相敏检波转换成直流，只有当同频同相时，输出电流最大，具有很好的检波特性。
由于该测试信号的频率是指定的且噪声强、信号弱，正好适合于锁相放大器的工作情况，故选择方案三。
1.1.2移相网络设计因为检测电路选择了锁相放大器，而移相网络是锁相放大器中的一部分，在此进行分析。
方案一：采用全通滤波器模拟移相电路，一阶全通滤波器的移相范围接近180度，所以通过设计两级滤波则可使移相范围达到360度。
方案二：采用数字移相方法，数字移相可以在4个象限内进行0～89°的调节，合起来即实现了0～360°的移相，由集成芯片控制频率和相位预值，如用CD4046锁相环组成。
微弱信号检测学习总结报告
微弱信号检测学习总结报告1 本课程的基本构成本课程目录：第1章微弱信号检测与随机噪声第2章放大器的噪声源和噪声特性第3章干扰噪声及其抑制第4章锁定放大第5章取样积分与数字式平均第6章相关检测第7章自适应噪声抵消本课程分为七章：第一章主要介绍随机噪声的统计特性，是后续各章的理论基础。
第二章主要介绍电路内部固有噪声源及其特性，对各种有源器件的噪声性能进行分析，并阐述低噪声放大器设计中需要考虑的几个问题。
第三章介绍干扰噪声的来源、特点及各种耦合途径，并详细介绍屏蔽和接地对于各种干扰噪声的抑制作用，以及其他一些常用的抗干扰措施和微弱信号检测电路设计原则。
第四~七章分别为锁定放大、取样积分与数字式平均、相关检测、自适应噪声抵消，分别介绍这几种方法的理论基础、设计实现以及一些应用实例。
因此本课程（微弱信号检测）基本构成：微弱信号检测与随机噪声，放大器的噪声源和噪声特性、干扰噪声及其抑制、锁定放大、取样积分与数字式平均、相关检测、自适应噪声抵消。
2 本课程研究的基本问题微弱信号是相对背景噪声而言的，其信号幅度的绝对值很小、信噪比很低（远小于1）的一类信号。
如果采用一般的信号检测技术，那么会产生很大的测量误差，甚至完全不能检测。
微弱信号检测的主要目的是提高信噪比。
微弱信号检测是测量技术中的一个综合性的技术分支，它利用电子学、信息论和物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特征和相关性，检出并恢复被背景噪声掩盖的微弱信号。
微弱信号检测技术研究的重点是：如何从强噪声中提取有用信号，探索采用新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。
本课程（微弱信号检测）研究噪声的来源和统计特性，分析噪声产生的原因和规律，运用电子学和信号处理方法检测被噪声覆盖的微弱信号，并介绍几种行之有效的微弱信号检测方法和技术。
3 学习本课程（微弱信号检测）后了解、掌握了哪些内容通过对微弱信号这门课程的学习，我掌握的内容主要有以下几个方面：（1）了解了常规小信号检测的手段和方法，即滤波、调制放大与解调、零位法、反馈补偿法。
微弱信号报告
智微弱信号检测结课报告题目：微弱光信号检测与采集组员分工：魏源璋（写报告）钟笛（演讲）王法（PPT制作）学院：机电学院专业：测控技术与仪器指导教师：宋俊磊微弱信号检测报告----微弱光信号检测绪论 (2)一、光电检测原理.............................. 错误！未定义书签。
1.1 光电检测与采集原理 ...................... 错误！未定义书签。
1.2 光电转换 .......................................... 错误！未定义书签。
二、信号检测前置放大电路设计 (4)2.1噪声来源分析 (4)2.2前置放大电路设计 (4)三、锁定放大器 (7)3.1、基本原理 (7)3.2、锁定放大参数分析 (9)四、A/D采集及软件设计.................. 错误！未定义书签。
4.1、ADC0809芯片介绍 (11)4.2、A/D启动及程序流程 (12)4.3、硬件接口图 (13)绪论微弱信号不仅意味着信号的幅度很小，而且主要指的是被噪声淹没的信号，微弱是相对于噪声而言的。
为了检测被背景噪声覆盖着的微弱信号，进行了长期的研究工作，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点，相关性以及噪声的统计特征，以寻找出从背景噪声中检测出有用信号的方法。
微弱信号检测技术的首要任务是提高信噪比，这就需要采用电子学、信息论、计算机和物理学的方法，以便从强噪声中检测出有用的微弱信号，从而满足现代科学研究和技术开发的需要，微弱信号的检测技术不同于一般的检测技术，它注重的不是传感器的物理模型和传感原理，也不是相应的信号转换电路和仪表实现方法，而是抑制噪声和提高信燥比，因此可以说，微弱信号检测是一门专门抑制噪声的技术。
在许多研究和应用领域中，都涉及到微弱信号的精密测量。
然而，由于任何一个系统部必然存在噪声，而所测量的信号本身又相当微弱，因此，如何把淹没于噪声中的有用信号提取出来的问题具有十分重要的意义。
微弱电信号精密检测及高速数据处理技术
微弱电信号精密检测及高速数据处理技术全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：微弱电信号精密检测及高速数据处理技术在现代科技领域中扮演着重要的角色。
随着科技的不断发展，人们对于电子设备的要求也越来越高，尤其是对于微弱电信号的精密检测和高速数据处理技术的需求日益增加。
本文将探讨微弱电信号精密检测及高速数据处理技术的发展历程、应用领域以及未来的发展趋势。
一、微弱电信号的精密检测技术微弱电信号是指信号强度较小、噪声干扰较大的电信号。
在实际应用中，微弱电信号常常需要通过精密检测技术来提取出所需的信息。
精密检测技术可以提高信噪比，减小干扰，使得微弱信号能够被准确检测并处理。
目前，微弱电信号的精密检测技术主要包括放大、滤波、模数转换等技术。
放大技术是指通过放大器将微弱信号放大到一定的幅度，从而使得信号能够被后续的处理器正确读取。
在放大技术中，常用的放大器有运放放大器、差分放大器等。
通过合理选择放大器的放大倍数以及增益，可以有效地提高微弱信号的强度，减小信号被干扰的可能性。
滤波技术是指通过滤波器将目标信号与噪声信号进行分离，从而保留目标信号的同时减小噪声的影响。
在微弱电信号的精密检测中，滤波技术起着至关重要的作用。
常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
通过合理设置滤波器的截止频率和通带宽度，可以有效地提高信号的质量。
模数转换技术是指将模拟信号转换为数字信号的技术。
在微弱电信号的精密检测中，常常需要通过模数转换技术将模拟信号进行数字化处理。
通过模数转换技术，可以将微弱信号的信息以数字的形式储存和传输，从而便于后续的数据处理。
二、高速数据处理技术高速数据处理技术是指在短时间内对大量数据进行处理和分析的技术。
随着信息时代的到来，数据量的爆炸式增长使得数据处理的速度成为科技领域中的一个重要指标。
在实际应用中，高速数据处理技术可以用于人工智能、物联网、云计算等领域。
常用的高速数据处理技术包括并行计算、分布式计算、GPU加速计算等。
弱信号检测理论研究
微弱信号检测技术是采用电子学、信息论、计算机及物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点与相关性，检测被噪声淹没的微弱信号的一门技术。
所谓“微弱信号”可以从两个方面理解：其一指有用信号的幅度相对于噪声很微弱，如输入信号的信噪比为10-1、10-2以致10-4:；其二是指有用信号的幅度绝对值极小，如检测微伏、纳伏量级的电信号振幅。
微弱信号的检测通常有以下几种检测方法：窄带滤波法、双路消噪法、同步累积法、锁定接受法、相关检测法和取样积分法。
无论采用何种方法，任何微弱信号检测系统均须把传感器输入的弱信号进行放大,为使信号不被噪声淹没得更深，选用低噪声放大器是必要的。
在微弱信号检测系统中，前级放大时很重要的一个环节。
要想取得良好的检测效果，关键是要处理好以下几点：（1）直流成分的抑制，防止直流的输入造成运算放大器的饱和。
（2）信号的总谐波失真要小。
减少外界干扰对系统的影响前级运算放大器是微弱信号检测系统中的一个关键环节，它必须具有优越的噪声特性和极小的总谐波失真率的特点。
弱信号检测理论的途径：（2）降低传感器与放大器的固有噪声，尽量提高其信噪比；(2) 是研制适合弱检原理并能满足特殊需要的器件；(3) 是研究并采用各种弱信号检测技术，通过各种手段提取信号。
摘要：微弱信号检测就是利用近代电子学和信号处理方法从噪声中提取有用信号，其关键在于抑制噪声。
恢复、增加和提取有用信号。
本文将从信号处理系统信噪比的改善来简单地论述微弱信号检测的原理．重点介绍了用相关检测法和取样积分法检测微弱信号的原理、方法和应用。
关键词：SNIR；微弱信号检测；噪声引言．随着现代科学研究和技术的发展，人们越来越需要从强噪声中检测出有用的微弱信号，于是逐渐形成了微弱信号检测这门新兴的科学技术学科，其应用范围遍及光学、电学、磁学、声学、力学、医学、材料等领域。
微弱信号检测技术是利用电子学、信息论、计算机及物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点与相关性，检测被噪声淹没的微弱有用信号，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，从而提取有用信号。
微弱信号的检测及提取
东北大学研究生考试试卷考试科目：现代信号处理理论和方法课程编号：阅卷人：考试日期：2011年11月24日姓名：朱学欢学号：1101139注意事项1．考前研究生将上述项目填写清楚2．字迹要清楚，保持卷面清洁3．交卷时请将本试卷和题签一起上交东北大学研究生院微弱信号的检测提取及分析方法姓名：朱学欢学号：11011391.实验目的：⑴了解随机信号分析理论如何在实践中应用。
⑵了解随机信号自身的特性，包括均值（数学期望）、方差、相关函数、频谱及功率谱密度等。
⑶掌握随机信号的检测及分析方法。
2.实验原理⑴白噪声(White noise)：是一种功率谱密度为常数的随机信号或随机过程。
相对的，其他不具有这一性质的噪噪声信号被称为有色噪声。
理想的白噪声具有无限带宽，因而其能量是无限大，这在现实世界是不可能存在的。
实际上，我们常常将有限带宽的平整信号视为白噪声，以方便进行数学分析。
白噪声的数学期望为0，其自相关函数为狄克拉δ函数。
其基本数字特征有：均值：高斯白噪声的均值为0，可用函数mean实现；方差：高斯白噪声的方差为1，可用函数var实现；均方值：高斯白噪声的均方值为1，可用sum(y.*conj(y))/length(y)实现，其中y为白噪声信号。
相关函数：高斯噪声的自相关函数为狄克拉δ函数，可用xcorr函数实现；频谱：可用fft函数实现；功率谱密度：高斯白噪声的功率谱密度为一常数，可用其频谱的傅里叶变换实现。
⑵微弱信号微弱信号不仅意味着信号的幅度小，而且主要指被噪声淹没的信号。
提取微弱信号时，其关键因素在于提高信噪比。
所以我们首先要进行滤波，利用滤波器的频率选择特性，可把滤波器的通带设置得能够覆盖有用信号的频谱，所以滤波器不会使有用信号衰减或使有用信号衰减很少。
而噪声的频带通常较宽，当通过滤波器时，通带外的噪声功率受到大幅度衰减，从而使信噪比得以提高。
因为噪声总会影响信号检测的结果，所以信号检测是信号处理的重要内容之一，低信噪比下的信号检测是目前检测领域的热点，而强噪声背景下的微弱信号提取又是信号检测的难点。
微弱信号检测技术
同步检测法通过将输入信号与参考信号进行相关运算，提取 出目标信号。该方法能够有效地抑制噪声干扰，提高信噪比 。在实际应用中，同步检测法常用于雷达、通信等领域。
滤波器法
总结词
一种利用滤波器对信号进行筛选和处理的微弱信号检测方法。
详细描述
滤波器法通过设计合适的滤波器对输入信号进行筛选和处理，提取出目标信号。该方法具有简单易实 现的特点，适用于多种类型的微弱信号检测。在实际应用中，滤波器法常用于音频、图像等领域。
射级跟踪放大器法
总结词
一种通过调整放大器的增益来跟踪输入信号幅度的微弱信号检测方法。
详细描述
射级跟踪放大器法利用射级反馈电路来调整放大器的增益，使得放大器的输出信 号幅度与输入信号幅度保持一致。该方法能够有效地提高信噪比，降低噪声干扰 。
同步检测法
总结词
一种利用相关技术对信号进行同步检测的微弱信号检测方法 。
环境监测领域
噪声污染检测
在噪声污染控制和环境保护方面，微弱的噪声信号往往代表着环境质量的恶化，微弱信号检测技术能够对这些信 号进行准确的监测和分析，为环境治理提供科学依据。
放射性检测
在核能和核工业领域，放射性物质释放的微弱信号对人类健康和环境安全具有重要影响，微弱信号检测技术能够 实时监测和评估放射性水平，保障公共安全。
微弱信号检测技术的发展历程
基础理论建立
早期的研究主要集中在噪声抑制和放大技术上，为微弱信号检测奠 定了基础。
技术突破
随着电子技术和数字化技术的发展，如放大器技术、数字滤波技术、 相关检测技术等，微弱信号检测的灵敏度和分辨率得到显著提高。
应用拓展
随着微弱信号检测技术的不断发展，其应用领域也在不断扩大，涉及 到众多领域和行业。
电源线尖峰信号的分析与测试
2017年8月第37卷第4期宇航计测技术Journal o!Astronautic Metrology and MeasurementAug.,2017Vol.37,No.4文章编号=1000-7202(2017) 04-0076-06DOI:10.12060/j.issn.1000-7202.2017.04.16电源线尖峰信号的分析与测试夏伟孙朝斌沈小青余清华王志虎(中国卫星海上测控部，江苏214431)摘要针对感性负载在电源线尖峰信号试验过程中存在峰值难以捕获的问题，通过对感性负载在开关过 程中的动态特性分析，研究了电源线尖峰信号的形成机理和影响因素，在此基础上，提出了在直流条件下电源线尖 峰信号的替代测试方法。
仿真实验结果表明，直流替代测试方法与理论结果基本一致，可用于解决标准试验方法 的最大峰值随机问题，极大压缩峰值信号的动态范围，有效降低测试过程中的风险水平，对于电源线传导干扰的测 试分析具有参考意义。
关键词尖峰信号电源线感性负载传导干扰中图分类号:TB971 文献标识码:AAnalysis and Test of Power Cable Peak Signal for Inductive LoadXIA Wei SUN Chao-bin Sheng Xiao-qing Yu Qing-hua Wang Zhi-hu(China Satellite M aritim e Tracking and C o n tro l D epartm ent，Jiangsu214431，China)Abstract For the inductive load,in the experiment o!the power cable peak signal,it is a hard problem!or catching the peak value.Through the analysis o!inductive load’s dynamic characteristic in the switching,the!ormation mechanism and impact factor!or power cable peak signal were studied.And on this basis,alternative method for power cable peak signal was put proposed in the condition of direct-current measurment.The alternative method is in accordance with theory by the result o!simulation and experiment，which can be used to solved the random problem for the peak value with a standard method，extremely compressed the dynamic range of the peak value，and effectively lowered the risk level in the test process.There is a re!erence value!or the measurement and analysis o!power line conductive disturbance.Key words Peak signal Power cable Inductive load Conductive disturbancel引言随着电源供电技术的不断发展和用户对用电质 量要求的不断提高，电压浪涌、尖峰脉冲等干扰逐渐 成为保证电网对用户优质安全不间断供电所考虑的主要问题[|]。
微弱信号检测全解
常规检测方法
微弱信号检测 吉时利公司
103
0.1 10-3
0.1
10-5 10-8
10-4
5×10-7 10-6
0.1
10-5
10-5
10-8
10
105
1.2 常见噪声类型
1.2.1 噪声特性
噪声是存在于电路内部的固有的扰动信号， 是一种随机信号，不能预知其精确大小。
1.2.2 噪声测量 测量噪声电压时，测量设备的动态范围必须 大于3倍的被测噪声的有效值。
1.1.6 检测分辨率与检测灵敏度 检测分辨率检测仪器示值可以响应与分辨的 最小输入量的变化值。 检测灵敏度是输出变化量与 引起该变化量的输入变化量的比值。通常灵敏度越高， 分辨率越好。 提高放大倍数可以提高灵敏度，不一 定能提高分辨率，受噪声和误差制约。
检测量 检测方法 电压 /nV 电流 /nA 温度/K 电容 /pF 微量分析 /克分子 SNIR
可用时间平均来计算。
1 x lim T 2T
T
T
x (t )dt
对电压或电流型随机噪声，均值表示其直流分量。
（2）方差 方差反映随机噪声的起伏程度，是随机噪声
瞬时取值与其均值之差的 ] [ x(t ) x ] p( x)dx
微弱信号检测
1
微弱信号检测 与随机噪声
1.1 微弱信号检测概述
1.1.1 微系统
（1）MEMS（ Micro- electro Mechanical 微机电系统 美国 （2）Micro system （3）Micro machine 微系统的发展和应用 监视系统、电子对抗系统、电子战无人机（UAV）、 纳米机器人、隐形技术、武器惯性测量、武器保险/解 保和引爆、平台稳定、个人/运载工具导航、条件基维 护（CBM）、环境感知、大量数据存储、显示等。 微系统 微机器 欧洲 日本 Systems ）
微弱信号检测装置的设计与总体报告
4
A2 1
R4 ， R 4 取 10K 的滑动变阻器，R 5 1K ，放大倍数最大可达 10 R5
倍。两级放大一共可达到 A1 A 2 100 倍。
XFG1 R1 7 10kΩ
AD637 有效值转换
图 3 锁相放大系统框图
综上所述，从抗噪声性能等角度综合考虑，我们选用方案三。
3
2. 理论分析与计算 2.1 纯电阻衰减网络
这里要求衰减网络的引入不影响前后级的匹配情况，所以我们不用简单的电 阻串联，而采用非对称 T 型电阻衰减网络。使用这种衰减网络的好处在于输入、 输出阻抗可以不一致。 纯电阻 T 型衰减网络如图 4 所示：
3. 主要电路设计 3.1 加法器
为了叠加噪声信号和有用的正弦信号，加法器的必须的。加法器实现的是线 性叠加，增益为 1，我们用运算放大器构成加法器电路就可以实现。同相加法器 输入阻抗高，使之能吸收的信号更强，加法器我们选用“TI”公司的高精度、低 噪声运放，如图 7 所示。
图 7 加法器电路
3.2 纯电阻衰减网络
微弱信号检测
正弦信号源
VS A
加法器
B VN
Vc C
纯电阻 分压网络
Vi D
放大电路 （两级放大 增益可调）
同向放大 （增益无穷大） 方 波 带通滤波器 500Hz~2KHz 窄带滤波器 1KHz AD630 自相关检测
噪声源
低通滤波器
E
Vo
液晶
MSP430G2335 Launch Pad
ADS1115 A/D转换
图 9 带通滤波器
7
3.5 移相器
测量正弦信号的峰峰值电压实验报告
测量正弦信号的峰峰值电压实验报告一、示波器测量时间实验：1．现象：示波器屏幕上没有任何信号。
可能的原因有：(1)示波器的电源开关没有打开；(2)亮度设置太低，请调节亮度旋扭，增加亮度；(3)波形偏离屏幕显示区，请调节上下位移旋扭和左右位移旋扭，使波形在示波器屏幕中间区域显示；(4)实验者可能将所用通道的接地旋扭按下了，这样信号就会对地短路，没有任何信号输入到示波器测量端，请将该旋扭弹起；(5)仪器相关元件损坏，请联系实验室老师解决。
2．现象：在做示波器测量时间实验中，所读波形周期与理论值相差太大。
可能是由于：(1)没有把扫描微调旋扭置于校准的位置；该旋扭位于时基旋扭下方，请将其右旋到底；(2)如果所测周期与理论值相差5倍左右，请看一下是不是将 5扩展档按下了？如果按下该档，实际时基量程只有所标的五分之一，请把旋扭弹起，或者在按下的情况下，按实际时基量程的五分之一计算即可，(该旋扭位于时基旋扭的上方)。
(3)所用信号源输出的实际频率不是实验内容的测量点频率，请注意信号源频率直接从右方LCD显示读出即可，不需将结果再乘以所用频率档；例如：信号源显示为199Hz，所用频率档为×1K档，那么信号发生器最终输出的频率是199Hz，而不是199KHz(199×1KHz)。
3．现象：在做示波器测量时间实验中，所读波形Vpp(峰峰值电压)与理论值相差太大。
可能由于：(1)没有将相关电压灵敏度微调旋扭右旋到校准位置，该旋扭位于电压灵敏度旋扭的下方；(2)所用的电压灵敏度量程与所用通道不一致，比如用通道1(CH1)测量电压，记录时误读了通道2(CH2)的电压灵敏度量程。
4．现象：实验中示波器显示的待测波形老是在屏幕上移动，测量不方便。
可能由于：(1)你所用的通道与垂直方式选择档位、触发源选择档位不一致。
例如：如果实验者用通道1测量数据，请保证垂直方式置于通道1位置，同时触发源档位也应置于通道1位置，否则波形可能不稳；(2)如果上面档位正确，请调节电平旋扭，该旋扭能调节触发电平值的大小，使待测波形稳定；5．现象：在用李萨如图形测公共信号源频率时，没有出现图形。
微弱信号检测装置(实验报告)
2012年TI杯四川省大学生电子设计竞赛微弱信号检测装置（A题）【本科组】微弱信号检测装置（A题）【本科组】摘要：本设计是在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，采用TI公司提供的LaunchPad MSP430G2553作为系统的数据采集芯片，实现微弱信号的检测并显示正弦信号的幅度值的功能。
电路分为加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、以及数码管显示电路组成。
当所要检测到的微弱信号在强噪音环境下，系统同时接收到函数信号发生器产生的正弦信号模拟微弱信号和PC机音频播放器模拟的强噪声，送到音频放大器INA2134，让两个信号相加。
再通过由电位器与固定电阻构成的纯电阻分压网络使其衰减系数可调（100倍以上），将衰减后的微弱信号通过微弱信号检测电路，检测电路能实现高输入阻抗、放大、带通滤波以及小信号峰值检测，检测到的电压峰值模拟信号送到MSP430G2553内部的10位AD 转换处理后在数码管上显示出来。
本设计的优点在于超低功耗关键词：微弱信号MSP430G2553 INA2134一系统方案设计、比较与论证根据本设计的要求，要完成微弱正弦信号的检测并显示幅度值，输入阻抗达到1MΩ以上，通频带在500Hz~2KHz。
为实现此功能，本设计提出的方案如下图所示。
其中图1是系统设计总流程图，图2是微弱信号检测电路子流程图。
图1系统设计总流程图图2微弱信号检测电路子流程图1 加法器设计的选择方案一：采用通用的同相/反相加法器。
通用的加法器外接较多的电阻，运算繁琐复杂，并且不一定能达到带宽大于1MHz，所以放弃此种方案。
方案二：采用TI公司的提供的INA2134音频放大器。
音频放大器内部集成有电阻，可以直接利用，非常方便，并且带宽能够达到本设计要求，因此采用此方案。
2 纯电阻分压网络的方案论证方案一：由两个固定阻值的电阻按100:1的比例实现分压，通过仿真效果非常好，理论上可以实现，但是用于实际电路中不能达到预想的衰减系数。
微弱信号检测报告书
2012年四川省大学生电子设计TI杯竞赛设计报告制作题目：微弱信号检测装置（A题）作者：日期：本装置是基于超外差原理对微弱信号进行幅值检测，主要由PGA，低通滤波器，DDS，带通滤波器，高精度A/D，恒增益运算放大器，峰值检波，MSP430-Launchpad组成。
其中，由恒增益放大器与单片机进行第一次检测判断并控制PGA放大倍数，再将PGA产生信号与DDS信号进行混频，经带通滤波器后，由峰值检波检测峰值，交由A/D 检测，并由单片机显示结果。
关键词：超外差；微弱信号；幅值检测AbstractThis device detected the weak signal amplitude based on the superheterodyne principle.It is formed mainly of the PGA,low-pass filter,DDS,band-pass filter,high-precision A/D,fixed-gain operational amplifier peak detector and MSP430-Launchpad.During this prosession,the MCU and fixed-gain operational amplifier detected the signal amplitude at first and determine the magnification of PGA.Next,the signal witch is produced by the mixing of the signal which are formed of DDS and the output of PGA.And,the mixed signal whitch has been dealed byband-pass filter is detected by peak detector to got the number of the st,the MCU display the peak by the detection of A/D.Key words:Superheterodyne;weak signals;amplitude detection一．方案论证--------------------------------------------41.方案比较和选择信号提取方式---------------------------------------4A/D选取-------------------------------------------4信号峰值获取---------------------------------------5波形产生-------------------------------------------52.总体方案设计---------------------------------------5二．理论分析与计算--------------------------------------61.超外差电路设计-------------------------------------62.峰值检测设计---------------------------------------7三．电路设计混频电路-------------------------------------------7峰值检测电路---------------------------------------8滤波器电路-----------------------------------------8系统软件与流程框图---------------------------------8四．测试方案与测试结果----------------------------------10测试仪器-------------------------------------------10测试方案及数据记录---------------------------------10五．总结------------------------------------------------11六．参考文献--------------------------------------------11一．方案论证1.方案比较和选择（1）信号提取方式：方案一：采用锁相放大器原理。
微弱信号检测
微弱信号检测电路实验报告课程名称: 微弱信号检测电路专业名称：电子与通信工程＿＿＿年级：＿＿＿＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿学号:＿＿＿＿＿任课教师：＿＿＿＿＿＿＿微弱信号检测装置摘要：本系统是基于锁相放大器的微弱信号检测装置,用来检测在强噪声背景下，识别出已知频率的微弱正弦波信号，并将其放大.该系统由加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路组成。
其中加法器和纯电阻分压网络生成微小信号,微弱信号检测电路完成微小信号的检测.本系统是以相敏检波器为核心，将参考信号经过移相器后，接着通过比较器产生方波去驱动开关乘法器CD4066,最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号。
经最终的测试，本系统能较好地完成微小信号的检测。
关键词：微弱信号检测锁相放大器相敏检测强噪声1系统设计1。
1设计要求设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值。
整个系统的示意图如图1所示。
正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替.噪声源采用给定的标准噪声（wav文件)来产生，通过PC机的音频播放器或MP3播放噪声文件，从音频输出端口获得噪声源，噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制.图中A、B、C、D和E分别为五个测试端点。
图1 微弱信号检测装置示意（1)基本要求①噪声源输出V N的均方根电压值固定为1V±0.1V；加法器的输出V C =V S+V N，带宽大于1MHz;纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。
②微弱信号检测电路的输入阻抗R i≥1 MΩ。
③当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范围内时,检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。
（2）发挥部分①当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ～2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。
②扩展被测信号V S的频率范围，当信号的频率在500Hz ～2kHz范围内，检测并显示正弦波信号的幅度值,要求误差不超过5%。
2019年微弱信号检测实验报告
微弱信号检测实验报告软正交矢量型LIA在微弱信号检测中的应用摘要:本文利用软件相移技术得到相互正交的参考正弦波信号;通过互相关算法，完成了软正交矢量型LIA相关器的具体实现;利用该方法实现了对微弱信号幅值和相位的检测，有效地抑制干扰，减少了硬件电路成本。
通过Matlab仿真，验证了该算法具有一定的优越性。
关键词:软件相移;正交;互相关一、互相关原理设混有随机噪声的信号:stxtntAtnt()()()sin()(),，,，，，,,,其中:为有用信号且其重复周期或频率已知，为随机噪声信号; xt()nt()参考信号为:'， ytBt()sin(),，,,ytBt()cos(),，,,':90且yt()和相位差为。
yt()则有:T11 (1) RstyttAB,,,(0)()()dcos()xy,0T2T112 (2) RytyttB,,(0)()()dyy,0T2T11'RstyttAB,,, (3) (0)()()dsin()',xy0T2求解式(1)式(2)和式(3)可以得到:BR,2(0) (4) yyR(0)'yy,, (5) arctanR(0)sy2(0)RsyA, (6) Bcos(),由上可见，利用互相关原理可以测得被测信号的幅值和相位。
同时，因为信号要经过A/D采集卡才能存储到计算机中，所以得到的是检测信号序列和sk()参考序列，即将上述互相关运算公式离散化，得: yk()N1 (7) Rskyk(0)()(),,syNk,1N1 (8) Rykyk(0)()(),,yyNk,1N1' (9) Rskyk,(0)()()',syNk,1依旧可以使用式(4)(5)(6)计算求的被测信号的幅值和相位。
二、软正交矢量型LIA的原理及实现2.1正交矢量型LIA原理正交矢量LIA(双通道相关解调器)的原理如图1所示:LPFI调x(t)制器LPFQ90? 振荡器图1 双通道相关解调器原理图KUUKUUsrsr其中,cos(),，。
微弱信号检测
4.3.2 相关检测原理
为了将被噪声所淹没的信号检测出来，人们研究各种信号及噪声的规律，发现信号与信号的延时相乘后累加的结果可以区别于信号与噪声的延时相乘后累加的结果，从而提出了“相关”的概念。 由于相关的概念涉及信号的能量及功率，因此先给出功率信号和能量信号的相关函数。
一. 引言
f1(t)与f2(t)是能量有限信号 f1(t)与f2(t)为实函数 f1(t)与f2(t)为复函数 f1(t)与f2(t)是功率有限信号 f1(t)与f2(t)为实函数 f1(t)与f2(t)为复函数
1．时域相关与频域的窄带化技术 利用时域中周期信号的相关性而噪声的随机、不相关性（或弱相关性），通过求取信号的自相关函数或互相关函数，在强噪声背景下提取周期信号的“相关检测”。这相当于在频率中窄带化滤除干扰和噪声。特别适用窄带信号。例如锁定放大器。 2．平均积累处理 对于一些宽带周期信号应用上述方法处理效果不佳，一种根据时域特征用取样平均来改善信噪比并能恢复波形的取样积分器可获得良好探测效果。其基本原理是对于任何重复的（周期性）信号波形，每周期如在固定的取样间隔内取样m次积累则信噪比改善。因为“信号电压幅值为线性叠加”（有规律的周期信号）而“噪声功率为矢量相加”（无规律的随机信号）。
4.3.0 概述 4.3.1 信噪比改善（SNIR） 4.3.2 相关检测原理 4.3.3 锁定放大器 4.3.4 取样积分器
4.3 微弱信号检测
4.3.0 概 述
一.微弱信号检测定义
前面我们讨论了噪声的基本概念，以及降低噪声的一些基本方法，如采用低噪声放大器不会对被探测的辐射信号产生噪声“污染”；但如果光辐射信号非常微弱或者背景噪声或干扰的影响很大，造成通过光电检测放大电路后进入信号处理系统输入端的信噪比已很糟糕，甚至信号深埋于噪声之中，这时要想将信号检测出来，必须根据信号和噪声的不同特点，借助一些特殊的微弱信号检测方法将信号与噪声分离，将信号从噪声中提取出来。
微弱信号检测
由此可见，T形滤波器与L形滤波器有相 同的滤波特性。实际上往往将T形滤波 器用于负载阻抗小的情形，这比应用L 形、п形滤波器时负载电流小，有效减 轻了信号源的负担。
17
共模扼流圈
流电抗作 信流增用 号产加： 可生，共 以的表模 正磁现电 常通为流 传互遏产 输相制生 。 抵共的 消模磁 ，干通 阻扰相 抗噪互 减声加 少；强 ；差， 直模阻
L
L
则传递函数为
U L (S ) A( S ) LS I L (S )
频率特性为 对数幅频特性为
U L ( j ) A( j ) jL I L ( j )
20 lg A( ) 20 lg L
8
显然，随着频率 2π f ，电感线圈两端电压
U L 将增加。由于电感串联在线路中，因此滤波器 的输出 U o U i U L将衰减，起到了滤波的效果。电 感滤波器的输入输出特性如下图(b)所示。
22
• PSpice软件仿真
• 标准源负载情况下的共模、差模等效电路 （图中的噪声源以小的交流源代替）
标准情况下的共模等效电路
标准情况下的差模等效电路
将共模、差模等效电路合并就得所要的不考虑源阻抗情况下的EMI滤波器电路结 构，如下图所示
23
• 仿真分析
• 上述的滤波电路的设计均是在理想的标准情况下所设计，为了进一步 确定是否符合要求，下面用PSpice对其进行仿真验证并分析不同源负 阻抗和元件参数下对滤波器的插入损耗的影响。
C Y1
N
EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器，它能让低频 的有用信号顺利通过，而对高频干扰有抑制作用。图中的L就是 共模电感，它是在同一个磁环上绕制两个绕向相反，匝数相同的 线圈所形成的，如上图所示。它只对共模干扰有抑制作用，对差 模干扰却没有抑制作用。
fvep检查报告
fvep检查报告日期：xxxx年xx月xx日尊敬的先生/女士，根据您的要求，我们对您提交的XXX进行了FVEP检查，并编制了以下的检查报告。
本报告旨在详细描述和评估XXX的FVEP结果，提供给您参考和决策的依据。
1. 检查概述：FVEP（矩阵势场辅助峰值搜索）是一项用于电力系统潮流管辖范围内的故障特征分析和跟踪的技术。
通过该技术，我们能够准确识别电力系统的潮流方向、电流路径以及潮流的影响范围。
本次检查旨在检验XXX的潮流管控能力以及可能存在的故障风险。
2. 检查结果：根据我们对XXX进行的FVEP检查，以下是检查结果的详细描述及评估：2.1 主设备运行经检查，XXX主要设备（包括发电机、变压器、开关设备等）运行正常，不存在明显的故障或风险。
主设备的潮流控制能力良好，具备承受额定负荷以及短时过负荷的能力。
2.2 潮流方向和电流路径通过FVEP检查，我们明确了XXX中潮流的方向和电流路径。
这有助于电力系统操作者更好地了解电力系统内各元件之间的电能流动情况。
2.3 故障风险分析基于FVEP的故障风险分析显示，XXX系统在正常运行状态下无明显故障风险。
然而，鉴于电力系统的复杂性，建议定期进行FVEP检查以确保系统的稳定性和安全性。
3. 建议和改进方案：根据上述结果，我们向您提供以下建议和改进方案：3.1 定期检查建议定期进行FVEP检查，以便及时发现电力系统中可能存在的潜在问题，并进行相应的维修和改进。
3.2 故障跟踪与分析在FVEP检查的基础上，建议建立故障跟踪与分析机制，对潮流管辖范围内的故障进行及时跟踪与分析，以提高系统的可靠性和运行效率。
4. 结束语：以上为本次FVEP检查报告的详细内容，我们对您的XXX进行了全面的评估与分析，并提供了相应的建议和改进方案。
希望本报告对您有所帮助。
如有任何疑问或需要进一步的协助，请随时与我们联系。
谢谢！此致，XXX检测机构。
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电子信息工程学院
硬件课程设计实验室课程设计报告题目：弱信号尖峰检测
年级：2014级
专业：电子信息工程
学号：201421111046
学生姓名：袁洪平
指导老师: 丁昊
2016年09月28日
一、功能与技术指标
1．设计任务
设计一种可以对交流模拟信号上的尖峰干扰检测的简易装置。
主要通过模拟器件设计尖峰检测电路，可实现频率为10Hz至5KHz，幅值为10mV弱信号上的尖峰出现检测，并可计算尖峰出现次数。
电路示意图
2．设计指标要求
设计准备：通过信号发生器，产生一路幅度为50mV、频率10Hz至5KHz的弱信号；另外产生一路10Hz至5KHz，幅度为500Mv的三角波为尖峰干扰信号。
（1）基本指标要求
（1）检测电路能够检测10Hz至5KHz幅度为500mV的尖峰存在。
（2）存在尖峰时可通过红色LED点亮预警。
（2）扩展指标要求
（1）可以测试出10个尖峰，并可通过LED（或LCD）屏幕显示尖峰干扰个数，个数误差10%。
（2）其他。
3.设计方案说明
(1)本题推荐使用集成运放电路。
(2)尖峰干扰检测电路要求采用模拟方法来实现。
常用的检测方法有：专用检测芯
片、基本运放电路。
(3)为便于各个模块的测试，所有模块间应做成跳线连接方式。
(4) 弱信号通过信号源输出。
二、设计方案与方案比较
1.放大电路
方案一：采用三级管直接搭建共射放大电路，如图（1）
图（1）共射放大电路
这种共射放大电路搭建麻烦，放大倍数难以精确确定，不同三极管的共射放大倍数不一样。
方案二：采用运放OP07搭建，OP07带宽满足题目要求，用集成运放来建立放大模块，可以很方便的通过改变电阻值来改变放大倍数，且电路简单，如图（6）。
比较这两种方案我们选择方案二。
2.整流电路
方案一：采用四个二极管的组成的全波整流电路，如图（2），这种电路多用于将电网
图（2）整流电路
中交流电整流成直流电，由于二极管的导通电压为0.7V左右，因此该电路不适合弱信号整流。
方案二：采用运放构建全波精密整流电路。
由运放搭建的全波整流电路有很多种，在这里我们选取经典型全波精密整流电路，如图（7）。
这种电路的优点在于可以在R5两端并上电容滤波，此外还可以改变R5以改变放大倍数。
故我们采用方案二。
3.比较电路和显示电路
比较电路采用OP07为主芯片构建一个减法器，减法器正向输入端输入混合信号，反相输入端输入弱信号，这样可以减掉弱信号，最后就是剩下尖峰信号。
为方便，我们采用LED灯作为显示，将减法器得到的信号经过滞回比较器整型后驱动三极管，当检测到尖峰信号时LED灯亮。
4.尖峰个数检测
方案一：采用STM32单片机AD将滞回比较器整形后产生的脉冲波进行采样，通过高低电平进行判断是否有尖峰。
方案二：由于题目要求尖峰信号的频率范围是10Hz—5KHz，当频率高的时候，利用AD 采样来做速度会跟不上，因此使用STN32外部中断来检测上升沿，检测到一个上升沿就代表有一个尖峰，外部中断速度快，能达到题目要求。
因此选择方案二。
三、原理框图及电路图
1.原理框图
图（3）原理框图
2.电路图
3.PCB板
图（5）PCB板
四、单元电路设计与参数计算
（1）放大电路
图（6）放大电路
图（6）中在电路板上R2上焊接了单排座，方便换电阻，放大倍数为R2倍，改变R2的值就可改变放大倍数。
（2）整流电路
图（7）整流电路
经典型精全波密整流电路要满足R27=R17=2R21，R19=R14,取R27=1K,R19=1K。
改变R17的大小可以改变放大倍数。
（3）比较电路
图（8）减法器
为方便计算，要使得同相和反相输入端对地电阻一样。
（4）显示电路
图（9）比较显示电路
为使得滞回比较器同相输入端参考电压较小，取R32=3K,R31=100K,R30=500，R30作为上拉电阻，拉高电压。
显示模块的R133起到分压限流的作用。
电路中test5用于连接单片机，单片机通过检测test5处的信号来判断是否有尖峰。
检测到的尖峰个数将显示在屏幕上。
五、安装调试
我们各个模块用短路帽连接，因此可以各个模块可以单独工作。
安装调试：
1.对照所画电路制作印制电路板。
2.对照PCB板和电路图焊接元器件。
3.分模块调试，当各个模块可以单独正常工作时，进行级联测试。
六、测试分析
测试地点：中南民族大学电信学院硬件课程设计实验室
测试条件：TFG6920A(函数信号发生器)，SS3323可跟踪直流稳定电源，Tektronix示波器。
1.放大模块
函数信号发生器给定的信号：A路：三角波，500mVpp，1Hz；B路：正弦波，50mVpp，1Hz。
图（10）放大模块测试波形
图（10）是将信号源A路输出的信号放大至1.12Vpp，模块正常。
2.整流模块
图（11）整流模块测试波形
黄色的为整流后的信号，绿色的为原信号，由图知整流模块正常。
3.比较模块
图（12）比较模块测试波形
图（12）中绿色的是原来的锯齿波，黄色的是经过整流后从减法器分离出来的干
扰信号，对比两个波形值减法器正常。
观察显示电路LED灯闪烁的频率是2Hz，原来的干扰信号时1Hz经过流后频率为2Hz，因此现象正确。
题目要求是10Hz至5KHz，我们为了好看现象是否正确取了1Hz的频率来测试分析，在测试了1Hz的信号我们将频率改变在符合要求的范围内，功能依旧正常。
4.单片机检测
因为尖峰干扰频率范围较宽，当频率较高时无法用肉眼看到指示灯闪烁，因此我们测试频率，通过频率来验证我们电路的正确性。
图（13）是当干扰信号为锯齿波和三角波的测试数据。
干扰频率测试
图（13）干扰频率测试数据
数据没有填写的是波形已经紊乱的，无法用示波器测得，其原因在于芯片转化速率跟不上。
频率较高时，74HC00达不到设计要求。
上面的测试数据说明检测到的尖峰准确率高，还原出来的尖峰信号基本保持了原来尖峰信号的频率。
图（14）是实物图，屏幕上现实的是检测到的尖峰个数。
图（14）实物图
课程设计报告书
七、小结
此次硬件设计，学到了很多东西，比如如何画电路板，如何布局布线，如何测试。
在这个过程中，同样遇到了很多困难，但在自己和队友的共同努力下我们终于克服了我们所遇到的困难。
最终将电路调好。
由此说明，只要坚持下去，就能取得成果。
参考文献
[1]模拟电子技术基础（第四版）
[2]数字电路技术基础（第五版）
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[6]
评分等级：评阅教师：年月日
第11 页共11 页。