浙江省电子设计竞赛 C 题：锁定放大器的设计 讨论

貌似祸害

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C 题：锁定放大器的设计

1．任务

设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。锁定放大器基本组成框图

见图 1。

2．要求

（1）外接信号源提供频率为 1kHz 的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信号 R(t)

端。R(t)通过自制电阻分压网络降压接至被测信号 S(t)端，S(t)幅度有效值为

10μV~1mV。（5 分）

（2）参考通道的输出 r(t)为方波信号，r(t)的相位相对参考信号 R(t)可连续或步进

移相 180 度，步进间距小于 10 度。（20分）

（3）信号通道的 3dB 频带范围为900Hz~1100Hz。误差小于 20%。（10 分）

（4）在锁定放大器输出端，设计一个能测量显示被测信号 S(t)幅度有效值的电路。

测量显示值与 S(t)有效值的误差小于 10%。（15 分）

（5）在锁定放大器信号 S(t)输入端增加一个运放构成的加法器电路，实现 S(t)与

干扰信号 n(t)的1:1 叠加，如图 2 所示。（5 分）

（6）用另一信号源产生一个频率为 1050~2100Hz 的正弦波信号，作为 n(t)叠加在

锁定放大器的输入端，信号幅度等于 S(t)。n(t)亦可由与获得 S(t)同样结构的

电阻分压网络得到。锁定放大器应尽量降低 n(t)对 S(t)信号有效值测量的影

响，测量误差小于 10%。（20 分）

（7）增加 n(t)幅度，使之等于 10S(t)，锁定放大器对 S(t)信号有效值的测量误差小

于 10%。（20 分）

（8）其他自主发挥。（5 分）

（9）设计报告。（20 分）

3．说明

（1）各信号输入、输出端子必须预留测量端子，以便于测量。

（2）要求（1）和（6）中的电阻分压网络的分压比例自定。由于μV 级信号常规

仪器难以测量，可通过适合加大输入信号幅度的方法，测量并标定其分压比。

（2）关于锁定放大器的原理可参考《微弱信号检测》。高晋占编著，清华大学出

版社 2004 年。

君羽落

navalguy 发表于 2014-8-12 18:20
C题：锁定放大器的设计
1、“交流放大器”解决方案：
采用前级低噪声高输入阻抗小信号放大模块（http://i ...

楼上很强悍啊

xlking

1k的频率很低，用这个高频模块不合适

貌似祸害

navalguy 发表于 2014-8-12 18:20
C题：锁定放大器的设计
1、“交流放大器”解决方案：
采用前级低噪声高输入阻抗小信号放大模块（http://i ...

==这怎么能够==通带才200hz，又是偏低的频率，带通好难

成都回锅肉

就是，带通太难了，完全没办法啊

成都回锅肉

你们移相用的什么方法啊？

貌似祸害

成都回锅肉 发表于 2014-8-13 21:24
你们移相用的什么方法啊？

我不是做这部分的，不过我们是照这个做的，听说功能基本实现了。http://www.docin.com/p-262998785.html?qq-pf-to=pcqq.discussion
话说，你带通滤波器怎么做的？我实在凑不出来啊==二阶四阶都试过。。哭晕在厕所==求电路图==

logitech66

貌似祸害 发表于 2014-8-13 20:50
==这怎么能够==通带才200hz，又是偏低的频率，带通好难

200hz不窄啊，带通做4阶就可以实现了，六阶就很完美了啊。

logitech66

貌似祸害 发表于 2014-8-13 22:14
我不是做这部分的，不过我们是照这个做的，听说功能基本实现了。http://www.docin.com/p-262998785.html? ...

模电书上面的多路反馈型带通滤波器，很简单吧。。。。。。

logitech66

沙发发的淘宝店也太黑了吧，一个加法器要那么贵，坑害学生啊，自己做都不怎么要成本好吧。。。。

asdhjh13

。。。。

asdhjh13

有人吗给个联系方式

宫商角徵羽

有人做好的吗？？有大神帮忙做一下实物的没？有的话加qq:3275979873

gmchen

完全没有必要用沙发提出的淘宝的东西，太贵了，也不完全合用。前置放大、有源滤波器、加法电路、直流放大，都可以自己用运放做，做在一块印板上，干扰更小。
沙发没有提到锁定放大器中最关键的部件——相敏检波器、移相电路。