復(fù)雜環(huán)境下高精度檢測低頻微弱信號非常重要,本文針對目前低頻微弱信號檢測系統(tǒng)精度低、檢測方法繁瑣、儀器價格昂貴等問題,設(shè)計了一種用于500 Hz以下、幅值為0.01 nA或者mV級低頻微弱信號高精度檢測系統(tǒng).對實際環(huán)境中低頻微弱信號測量的噪聲源及抗干擾措施進(jìn)行了理論分析;其根據(jù)低頻微弱信號特點和抗干擾措施設(shè)計了一種低頻微弱信號高精度檢測系統(tǒng);最后,通過調(diào)試實驗和人體脈搏信號測試驗證了檢測系統(tǒng)的性能.測試結(jié)果表明,該檢測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)500 Hz以下、幅值為0.01 nA或者mV級的低頻微弱信號檢測,檢測誤差低于0.5%;人體脈搏信號檢測輸出信噪比為(60±2)dB,均方根誤差小于5×10^-4,信號細(xì)節(jié)特征信息完整.由此得出,該檢測系統(tǒng)具有精度高、抗干擾性強、穩(wěn)定性好、實用性強、操作簡單、價格低廉等特點.

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【部分圖文】：

圖1檢測系統(tǒng)總體電路設(shè)計框圖

本文設(shè)計的檢測系統(tǒng)是一種適用于頻率為500Hz以下、幅值為nA或者mV級的低頻微弱信號的檢測與處理系統(tǒng),可以實現(xiàn)對低頻微弱信號的轉(zhuǎn)換、放大、濾波、數(shù)據(jù)采集與處理、存儲、顯示等功能.檢測系統(tǒng)總體電路設(shè)計框圖如圖1所示.3.2前置信號調(diào)理放大電路設(shè)計

圖2前置信號調(diào)理放大電路的結(jié)構(gòu)框圖

該電路實現(xiàn)微弱電流信號進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換之前的信號轉(zhuǎn)換和放大,使之達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換要求的電壓信號.電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示[11].3.2.1高精度電流-電壓轉(zhuǎn)換電路

圖3電阻式電流-電壓轉(zhuǎn)換電路

為了實現(xiàn)低頻微弱電流信號高精度檢測,電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計尤為關(guān)鍵,直接影響整個電路電流信號處理精度.本文采用電阻式電流-電壓轉(zhuǎn)換電路,如圖3所示.忽略放大器的影響,電阻式電流-電壓轉(zhuǎn)換電路輸出電壓為

圖4前置信號調(diào)理放大電路圖

最終設(shè)計的前置信號調(diào)理放大電路如圖4所示.3.3DSP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路

本文編號：3919098