一种超低相位抖动的高精度信号数字化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于数字化高精度相位检测电子技术领域，具体地说，是一种超低相位抖动的高精度信号数字化装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，磁感应电阻抗断层成像需要高精度的相位检测，数字化方法是高精度相位检测的所必须的。而模拟数字转换过程带来的相位抖动越小，数字化高精度的相位检测才能保证。
[0003]为了提高模拟到数字转化的精度，要求模拟信号的幅度要与数字化基准电压匹配。而输入信号的幅度受环境和检测对象的影响会大小不同，针对不同的环境和检测对象的影响保持最高的数字信号分辨率，就需要根据检测信号幅度的大小进行自动的调整。这种自动的调整一般称为自动增益控制。
[0004]自动增益控制是对于一定范围的幅度大小不同的模拟信号，通过对输出信号幅度的检测，确定对输入信号的放大程度，以保证输出幅度一致。由于环境等因素的影响，输入幅度呈现不断变化的状态，因此模拟数字转换的前置放大器就需要不断调整放大量，以保证输出不变。但是这种放大量的不断调整会引入相位的抖动，这种抖动的大小就影响了相位测量的精度。
[0005]因此，研制出一种输出根据输入信号自动调整的放大量，以获得分辨率的信号数字化，同时要避免放大量不断调整引起的相位抖动的高精度的磁感应电阻抗断层成像装置是本领域急需实现的技术方案。
【实用新型内容】
[0006]由于放大器的输出和电压对放大器的控制在一个动态调整状态，所以信号相位也随着这个调整不断抖动。本实用新型正是针对现有技术存在的缺陷作出的改进，提出了一种新的技术方案。
[0007]为了实现本实用新型的目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0008]本实用新型公开了一种超低相位抖动的高精度信号数字化装置，装置包括电压控制可变增益放大器，自动增益控制器，自动增益和压控增益切换开关，完成对被测信号数字化的模数转换器，自动增益电压数字化转换器，压控电压转换器和处理器，自动增益和压控增益切换开关分别与自动增益控制器、可变增益放大器、自动增益电压数字化转换器、压控电压转换器和处理器相连接，自动增益电压数字化转换器和压控电压转换器分别连接处理器。
[0009]作为进一步地改进，本实用新型所述的自动增益和压控增益切换开关与自动增益控制器的输出端相连接。
[0010]作为进一步地改进，本实用新型所述的自动增益控制器的输出端连接有自动增益电压数字化转换器，自动增益电压数字化转换器的输出端与处理器相连。
[0011]作为进一步地改进，本实用新型所述的处理器的输出端与压控电压转换器的输入端相连，压控电压转换器的输出端连有自动增益和压控增益切换开关。
[0012]作为进一步地改进，本实用新型所述的处理器的输出端与自动增益和压控增益切换开关相连。
[0013]作为进一步地改进，本实用新型所述的自动增益控制器的输入与电压控制可变增益放大器的输出相连。
[0014]作为进一步地改进，本实用新型所述的压控电压转换器通过自动增益和压控增益切换开关与电压控制可变增益放大器相连。
[0015]作为进一步地改进，本实用新型所述的处理器分别连接有自动增益和压控增益切换开关，完成对被测信号数字化的模数转换器，自动增益电压数字化转换器，压控电压转换器。
[0016]本实用新型的有益技术效果如下:
[0017]本实用新型先使用自动增益控制获得放大器需要的放大量，测量放大器在这个放大量所需要的控制电压，然后提供一个所需要的固定的控制电压，这样就使得数字化的测量数据保证了高精度，同时避免了放大器放大量不断调整引起的相位噪声。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型超低相位抖动的高精度信号数字化装置的连接结构示意图；
[0019]I是被测信号，2是电压控制可变增益放大器，3是自动增益控制器，4是自动增益和压控增益切换开关，5是完成对被测信号数字化的模数转换器，6是自动增益电压数字化转换器，7是压控电压转换器，8是处理器。
【具体实施方式】
[0020]下面通过具体实施例对本实用新型技术方案作进一步的阐述。
[0021]本实用新型公开了一种超低相位抖动的高精度信号数字化装置，装置由电压控制可变增益放大器2，自动增益控制器3，自动增益和压控增益切换开关4，完成对被测信号数字化的模数转换器5，自动增益电压数字化转换器6，压控电压转换器7和处理器8组成，自动增益和压控增益切换开关4分别与自动增益控制器3、可变增益放大器、自动增益电压数字化转换器6、压控电压转换器7和处理器8相连接，自动增益电压数字化转换器6和压控电压转换器7分别连接处理器8，自动增益和压控增益切换开关4与自动增益控制器3的输出端相连接，自动增益控制器3的输出端连接有自动增益电压数字化转换器6，所述的自动增益电压数字化转换器6的输出端与处理器8相连。
[0022]处理器8的输出端与压控电压转换器7的输入端相连，压控电压转换器7的输出端连有自动增益和压控增益切换开关4，处理器8的输出端与自动增益和压控增益切换开关4相连，自动增益控制器3的输入与电压控制可变增益放大器2的输出相连，压控电压转换器7通过自动增益和压控增益切换开关4与电压控制可变增益放大器2相连，处理器8分别连接有自动增益和压控增益切换开关4，完成对被测信号数字化的模数转换器5，自动增益电压数字化转换器6，压控电压转换器7。
[0023]被测信号I连接电压控制可变增益放大器2输入，电压控制可变增益放大器2根据控制电压，将被测信号I放大；自动增益控制器3的输入与电压控制可变增益放大器2的输出相连，完成测量电压控制可变增益放大器2输出幅度的任务。自动增益控制器3将测量电压控制可变增益放大器2的结果转换成控制电压输出给自动增益和压控增益切换开关4，自动增益和压控增益切换开关4是一个根据处理器8的指令，可以切换输出给电压控制可变增益放大器2的控制电压是来自自动增益控制器3，还是来自压控电压转换器7，自动增益控制器3的输出在连接自动增益和压控增益切换开关4的同时，连接自动增益电压数字化转换器6，自动增益电压数字化转换器6获取合适的控制电压，并将控制电压值数字化，保存在处理器8中。处理器8获得了这个控制电压的数字以后，切换自动增益和压控增益切换开关4输入从自动增益控制器3转到压控电压转换器7，接收一个固定的控制电压。压控电压转换器7输入端连接处理器8，从处理器8获得控制电压的数据，将这个数据转换成一个控制电压，输出电压连接自动增益和压控增益切换开关4，控制电压控制可变增益放大器2的增益。
[0024]当被测信号I传输到完成对被测信号数字化的模数转换器5的同时，处理器8控制自动增益和压控增益切换开关4使用自动增益控制器3的输出电压控制电压控制可变增益放大器2的增益；自动增益控制器3自动跟踪电压控制可变增益放大器2的输出信号幅度的大小，使之符合完成对被测信号数字化的模数转换器5所需要的信号幅度，自动增益电压数字化转换器6同时获取此时的自动增益控制器3的输出电压值；待信号稳定以后，处理器8控制自动增益和压控增益切换开关4将输入电压从自动增益控制器3切换到压控电压转换器7，电压控制可变增益放大器2根据从压控电压转换器7获取的固定控制电压值，控制可变增益放大器的放大倍数符合当前信号的数字化需要。这时候获取的被测信号I就消除了由于AGC电压不断变化带来的相位抖动。
[0025]传统方法常温下的相位稳定度在0.1度。本专利在常温下获得了小于0.03度的相位稳定度，在恒温下，获得小于0.003度的相位稳定度。
[0026]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型并不限于以上实施例，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的装置包括电压控制可变增益放大器，自动增益控制器(3)，自动增益和压控增益切换开关(4)，完成对被测信号数字化的模数转换器(5)，自动增益电压数字化转换器￠)，压控电压转换器(7)和处理器(8)，所述的自动增益和压控增益切换开关(4)分别与自动增益控制器(3)、可变增益放大器、自动增益电压数字化转换器(6)、压控电压转换器(7)和处理器(8)相连接，所述的自动增益电压数字化转换器(6)和压控电压转换器(7)分别连接处理器(8)。2.根据权利要求1所述的超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的自动增益和压控增益切换开关(4)与自动增益控制器(3)的输出端相连接。3.根据权利要求1所述的超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的自动增益控制器(3)的输出端连接有自动增益电压数字化转换器￠)，所述的自动增益电压数字化转换器出)的输出端与处理器(8)相连。4.根据权利要求1所述的超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的处理器(8)的输出端与压控电压转换器(7)的输入端相连，所述的压控电压转换器(7)的输出端连有自动增益和压控增益切换开关(4)。5.根据权利要求1所述的超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的处理器(8)的输出端与自动增益和压控增益切换开关(4)相连。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的自动增益控制器(3)的输入与电压控制可变增益放大器的输出相连。7.根据权利要求1所述的超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的压控电压转换器(7)通过自动增益和压控增益切换开关(4)与电压控制可变增益放大器相连。8.根据权利要求1或2或3或4或5或7所述的超低相位抖动的高精度信号数字化装置，其特征在于，所述的处理器(8)分别连接有自动增益和压控增益切换开关(4)，完成对被测信号数字化的模数转换器(5)，自动增益电压数字化转换器￠)，压控电压转换器(7)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超低相位抖动的高精度信号数字化装置，包括压控制可变增益放大器，自动增益控制器，自动增益和压控增益切换开关，完成对被测信号数字化的模数转换器，自动增益电压数字化转换器，压控电压转换器和处理器，自动增益和压控增益切换开关分别与自动增益控制器、可变增益放大器、自动增益电压数字化转换器、压控电压转换器和处理器相连接，本实用新型先使用自动增益控制获得放大器需要的放大量，测量放大器在这个放大量所需要的控制电压，然后提供一个所需要的固定的控制电压，这样就使得数字化的测量数据保证了高精度，同时避免了放大器放大量不断调整引起的相位噪声。
【IPC分类】H03F3/20, G01R25/00
【公开号】CN204633723
【申请号】CN201520408367
【发明人】陈诚, 宣奇波, 宣和均
【申请人】杭州永川科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月12日