加法器Ul的输出端电连。
[0024]带通滤波器采用中心频率为80Hz的滤波器，带通滤波器共包括三级运算放大器。
[0025]第一级运算放大器U2的反相端与电容C3和电阻R8电连，电容C3的另一端分别与电容C4和电阻Rl电连，电阻Rl的另一端与加法器Ul的输出端电连。电容C4的另一端和电阻R8的另一端与第一级运算放大器U2的输出端电连，第一级运算放大器U2的同向端接地。
[0026]第二级运算放大器U3的反相端与电容C5和电阻RlI电连，电容C5的另一端分别与电容C6和电阻RlO电连，电阻RlO的另一端与第一级运算放大器U2的输出端电连。电容C6的另一端和电阻Rll的另一端与第二级运算放大器U3的输出端电连，第二级运算放大器U3的同向端接地。
[0027]第三级运算放大器U4的反相端与电容C7和电阻R14电连，电容C7的另一端分别与电容C8和电阻R13电连，电阻R13的另一端与第二级运算放大器U2的输出端电连。电容C8的另一端和电阻R14的另一端与第三级运算放大器U3的输出端电连，第三级运算放大器U3的同向端接地。
[0028]参考信号XO与被检测信号1同频，参考信号XO经移相器进行0-180°相移产生移相信号，构成参考通道，图3为参考通道的电路原理图。
[0029]图3中，参考通道的移相器共包括两级并列的运算放大器，
[0030]参考信号XO分别通过电阻R15和电阻R16与第一级运算放大器U8的同相端和第二级运算放大器U9的反相端、电阻R18电连，第一级运算放大器U8的反相端通过电阻R17与第一级运算放大器U8的输出端和电容C9电连；第二级运算放大器U9的反相端接地，电阻R18与第二级运算放大器U9的输出端和可调电阻R19电连；电容C9的另一端和可调电阻R19的另一端与相敏检波器U6的信号输入端电连。
[0031]相敏检波器U6采用开关型模拟乘法器AD630，相敏检波器U6内含可进行方波转换的比较器，调试方便，动态范围大，且减少了外部电路，节约电路成本。
[0032]低通滤波器U7采用切比雪夫滤波器，截止频率为1Hz。在保证信号不失真的情况下使最后输出波形更加平滑，性能更加可靠。
[0033]该检测装置的工作过程为:
[0034]被检测信号采用频率为80Hz且幅值很小的正弦波信号，被检测信号与白噪声信号同时进入加法器中生成叠加信号，由于白噪声信号的信号幅值和频率远大于被测信号的幅值与频率，导致被测信号会被白噪声信号完全覆盖。生成的叠加信号经过中心频率为80Hz的带通滤波器，滤除掉其中的高频分量和低频分量，产生滤波信号。参考信号是与被测信号同频率的正弦波信号，参考信号经移相器进行0-180°相移产生移相信号，移相信号与滤波信号同时进入相敏检波器中进行信号的调制与解调，产生解调信号。产生的解调信号经过截止频率为IHz的低通滤波器，滤除其中的交流分量，保留信号中的直流分量，并通过显示器显示。
【主权项】
1.微弱信号检测装置，其特征在于:该检测装置主要由加法器U1、带通滤波器、相敏检波器U6、移相器、低通滤波器U7和单片机及显示器U5组成，被检测信号1和白噪声信号ZO与加法器Ul的信号输入端电连输出叠加信号D0，加法器Ul的信号输出端与带通滤波器的信号输入端电连输出滤波信号LO ;参考信号XO与被检测信号1同频，参考信号XO通过与移相器电连输出移相信号YO，滤波信号LO和移相信号YO与相敏检波器U6的信号输入端电连输出解调信号JO，相敏检波器U6的信号输出端与低通滤波器U7的信号输入端电连，低通滤波器U7的信号输出端依次与单片机和显示器相连，通过显示器进行显示。2.根据权利要求1所述的微弱信号检测装置，其特征在于:被检测信号1和白噪声信号ZO分别通过电阻R2和电阻R3与加法器Ul的同相端电连，加法器Ul的反相端与加法器Ul的输出端电连。3.根据权利要求1所述的微弱信号检测装置，其特征在于:所述带通滤波器采用中心频率为80Hz的滤波器，共包括三级运算放大器，第一级运算放大器U2的反相端与电容C3和电阻R8电连，电容C3的另一端分别与电容C4和电阻Rl电连，电阻Rl的另一端与加法器Ul的输出端电连，电容C4的另一端和电阻R8的另一端与第一级运算放大器U2的输出端电连，第一级运算放大器U2的同向端接地；第二级运算放大器U3的反相端与电容C5和电阻Rll电连，电容C5的另一端分别与电容C6和电阻RlO电连，电阻RlO的另一端与第一级运算放大器U2的输出端电连，电容C6的另一端和电阻Rll的另一端与第二级运算放大器U3的输出端电连，第二级运算放大器U3的同向端接地；第三级运算放大器U4的反相端与电容C7和电阻R14电连，电容C7的另一端分别与电容C8和电阻R13电连，电阻R13的另一端与第二级运算放大器U2的输出端电连，电容CS的另一端和电阻R14的另一端与第三级运算放大器U3的输出端电连，第三级运算放大器U3的同向端接地。4.根据权利要求1所述的微弱信号检测装置，其特征在于:所述移相器共包括两级并列的运算放大器，参考信号XO分别通过电阻R15和电阻R16与第一级运算放大器U8的同相端和第二级运算放大器U9的反相端、电阻R18电连，第一级运算放大器U8的反相端通过电阻R17与第一级运算放大器U8的输出端和电容C9电连；第二级运算放大器U9的反相端接地，电阻R18与第二级运算放大器U9的输出端和可调电阻R19电连；电容C9的另一端和可调电阻R19的另一端与相敏检波器U6的信号输入端电连。5.根据权利要求1所述的微弱信号检测装置，其特征在于:所述低通滤波器U7采用切比雪夫滤波器，截止频率为IHz。
【专利摘要】实用新型涉及一种信号检测电路，具体的说，涉及一种精密的微弱信号检测装置。主要由加法器U1、带通滤波器、相敏检波器U6、移相器、低通滤波器U7和单片机及显示器U5组成,通过加法器中生成叠加信号，经过带通滤波器产生滤波信号，并与移相信号通过相敏检波器产生解调信号，经低通滤波器，得到所需的直流分量。该检测装置结构简单，且之前现有装置的检测速度无法满足频率较高的检测信号，提高信号检测的可靠性，并减少了外部电路，且调试方便、动态范围大和价格低廉。
【IPC分类】H03H11/04
【公开号】CN204633728
【申请号】CN201520299942
【发明人】张栋, 胡廷轩, 雷建和
【申请人】青岛理工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月11日