基于Simulink的锁相放大器微弱信号检测仿真分析作者:赵淑平来源:《数字技术与应用》2012年第11期 玉米棒烘干机
摘要:介绍了锁相放大器检测微弱信号的原理,并用Simulink对其进行了仿真实现,分析了白噪声及谐波噪声对信号的影响,从提高输出信噪比的角度对检测参数设置进行了分析,为锁相放大器的设计提供了参考依据。 关键词:锁相放大器 微弱信号检测5460a Simulink 信噪比
纳米硬盘中图分类号:TN98 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)11-0051-03
1、引言
微弱信号检测技术是利用一系列信号处理方法,来提取和测量强噪声背景下的微弱信号,从而提高检测系统输出信号的信噪比,需要研究噪声幅度、频率、相位等的规律,同时分析信号频谱、相干性等特点归元胶囊[1]。锁相放大器(Lock-inAmplifier,LIA)在微弱信号检测方面显示出优秀的性能,它利用互相关检测原理,将待测信号和参考信号在相关器中实
现互相关,实现对信号的窄带化处理,能有效地抑制噪声,实现对信号的检测和跟踪,在科学研究的各个领域得到了广泛的应用[2,3]。
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2、锁相放大器检测微弱信号的原理
2.1 相关接收
锁相放大器采用互相关接收技术,使仪器抑制噪声的性能提高了好几个数量级。在相关接收中,可以把两个接收信号函数和以的相关函数表示为:
(1)
其物理意义为,两个信号相乘对时间再对事件取平均值,为两信号间的延迟时间。因为接收的信号中包含有用信号成分以及噪声成分,那不妨设上述两个信号可以表示成:,。所以式(1)可以表示成:
最后可以简化为:
(2)
其中,,,分别为信号对信号、信号对噪声、噪声对噪声的相关函数。
高梁红 由于噪声和信号是相互独立的,噪声之间也是相互独立的,则有,,,因此式(2)可以化简为: