2014年TI杯大学生电子设计竞赛赛题-C题锁定放大器.doc

《2014年TI杯大学生电子设计竞赛赛题-C题锁定放大器.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014年TI杯大学生电子设计竞赛赛题-C题锁定放大器.doc（2页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2014年TI杯大学生电子设计竞赛题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。图1 锁定放大器基本组成结构框图交流放大器相敏检波器直流放大器低通滤波器带通滤波器触发整形移相器方波驱动参考输出r(t)信号x(t)信号通道参考通道S(t)显示R(t)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)端幅度有效值为 10V1mV。（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18

2、0度，步进间距小于10度。（20分）（3）信号通道的3dB频带范围为900Hz1100Hz。误差小于20%。（10分）（4）在锁定放大器输出端，设计一个能测量并显示被测信号S(t)幅度有效值的电路。所测量的显示值与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）交流放大器带通滤波器信号x(t)锁定放大器图2 锁定放大器叠加噪声电路图S(t)加法器n(t)n(t)S(t)+n(t)n(t)（6）用另一信号源产生一个频率为10502100Hz的正弦波信号作为n(t)，将其叠加

3、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）项 目主要内容满分系统方案总体方案设计4理论分析与计算锁定放大器各部分指标分析与计算6电路与程序设计总体电路图,程序设计4测试方案与测试结果测试数据完整性,测试结果分析4设计报告结构及规范性摘要,设计报告正文的结构、图表的规范性2总分203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行定义。由于V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。（3）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。共2页，C-2