【摘 要】
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微弱信号检测是测量技术领域中的研究热点,是利用电子学和信号处理技术从复杂噪声背景中分离出有用信号的一门技术学科,已广泛应用到航空航天、遥感、医疗等领域。本文针对超低温下超导材料的评价,设计了一个基于USB3.0的微弱信号检测系统,实现微弱信号检测与采集,检测系统包括模拟锁相放大器模块和高速数据采集模块。模拟锁相放大器采用低噪声放大技术、滤波技术、移相技术、相敏检波技术对信号通道、参考通道和相关器进
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微弱信号检测是测量技术领域中的研究热点,是利用电子学和信号处理技术从复杂噪声背景中分离出有用信号的一门技术学科,已广泛应用到航空航天、遥感、医疗等领域。本文针对超低温下超导材料的评价,设计了一个基于USB3.0的微弱信号检测系统,实现微弱信号检测与采集,检测系统包括模拟锁相放大器模块和高速数据采集模块。模拟锁相放大器采用低噪声放大技术、滤波技术、移相技术、相敏检波技术对信号通道、参考通道和相关器进行设计;高速数据采集模块基于USB3.0接口技术和FPGA进行设计,实现数据的采集和传输,具有高速稳定传输、实时监测的优点。锁相放大器模块的硬件电路主要包括前置放大电路、带通滤波电路、相移电路、相敏检波电路（PSD）和低通滤波电路;高速数据采集系统主要包括数据采集模块、数据流控制和缓存模块、数据流高速传输接口组成。数据采集系统包括信号预处理（信号调理、采样）、FPGA配置（时钟、缓存等）以及USB3.0接口配置;采集模块的模拟电路和数字电路分开供电。软件部分介绍了CYUSB3014固件设计、驱动程序和LABVIEW上位机控制界面的设计。最后,软硬件联合调试,测试结果表明锁相放大器在1k Hz能有效检测出n A级别的信号;数据采集模块能够准确稳定地完成数据传输。
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