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锁相放大器是一种微弱信号检测仪器,用来提取如在黏度测量、微波特性研究、光纤瓦斯检测等工程领域中传感器输出的微弱信号。锁相放大器是一种通过研究被检测信号的特点与相关性,并对被噪声淹没的微弱有用信号进行提取的技术。在传统数字锁相放大器基础上,本文完成了一种基于System Generator的数字锁相放大器设计。系统采用System Generator软件构建,让数字锁相放大器的开发更为简单、减少工程量;解决数字锁相放大器参考信号频率手动配置的问题;利用数字窄带低通滤波技术,改善了数字锁相放大器的信噪比,提高了数字锁相放大器的检测精度。在分析了现有锁相放大器的基础上,即包括相关函数、相关检测原理、模拟和数字锁相放大器的整体结构等内容,完成了基于System Generator的数字锁相放大器的系统设计。系统由前置滤波模块、抗混叠模块,采样模块,FPGA模块组成。本文针对系统中FPGA实现进行了设计。首先以System Generator作为硬件开发平台,利用System Generator上提供的DSP模块,并结合FFT等相应技术,设计了与待测微弱信号频率自动匹配的参考信号发生模型;其次把多采样速率信号处理的方法应用在FPGA上,实现数字窄带低通滤波器的设计,完成了新型数字锁相放大器的设计与实现。在以上基础上,将基于System Generator的数字锁相放大器应用于黏度测量。通过软、硬件协同仿真测试与板载验证,分析结果表明基于System Generator的数字锁相放大器与以往数字锁相放大器相比,信噪改善比提高到56dB以上,窄带低通滤波器的品质因素Q可达105以上。本文设计的数字锁相放大器可以检测500KHz以下的信号,输入信号信噪比36dB以下时提取信号幅值的相对误差小于2%,检测范围为5uV~5V。这些性能指标满足西安某公司黏度测量的要求,具有一定的实际应用价值。