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          智能微弱信號檢測系統(tǒng)

          作者: 時間:2008-02-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          1 概述
          為了減少測量中手動操作鎖相放大器的煩瑣過程,開發(fā)了鎖相放大器智能,該系統(tǒng)操作簡單,可靠性高,界面友好,集信號產(chǎn)生、采集和處理于一身,可實現(xiàn)本地控制和遠程控制,檢測結(jié)束時可以在軟件中直接輸出物理量值。

          2 硬件結(jié)構(gòu)
          該系統(tǒng)主要由主控制板、鎖相放大器、信號產(chǎn)生、信號采集、信號處理、鍵盤、計算機通信單元和圖形顯示幾大部分組成,操作簡單。具體如圖1所示。

          用圖標形式顯示鎖相放大器調(diào)試時的各項參數(shù),如相位的調(diào)節(jié)、靈敏度、時常數(shù)等,各參數(shù)對于不同的模塊具有不同的功能,具體如下所示:
          (1)主控制單元
          實現(xiàn)智能和計算機的通訊;
          控制LCD對調(diào)試參數(shù)和步驟的顯示;
          控制信號產(chǎn)生、產(chǎn)生信號的幅度和頻率;
          控制信號采集,將采集到的數(shù)據(jù)保存到存儲器中,用于信號處理單元對信號的處理;
          控制測試結(jié)果輸出到LED和計算機;
          實現(xiàn)計算機和鍵盤控制間的切換。
          (2)圖形顯示模塊
          顯示通過計算機或鍵盤對鎖相放大器調(diào)試時的步驟;
          顯示產(chǎn)生信號的頻率、幅度;
          顯示采集信號時所選擇的采集通道及當前的采樣率。
          (3)DDS信號產(chǎn)生模塊
          產(chǎn)生不同頻率和幅度的正弦波信號;
          可以使用該信號作為參考信號或被測物體的激勵信號;
          產(chǎn)生的信號頻率和幅度可以任意設(shè)置;
          也可以將產(chǎn)生的信號直接送給放大器,做為系統(tǒng)自檢信號。
          (4)信號采集模塊
          采集鎖相放大器輸出的放大后的信號;
          將采集的數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)存儲器中;
          采集信號的頻率可以根據(jù)系統(tǒng)需要任意設(shè)置;
          對放大器單路輸出或多路輸出都可以選擇采集。
          (5)開放式信號處理
          對采集模塊采集后保存到存儲器的數(shù)據(jù)進行處理;
          可以根據(jù)客戶不同的使用環(huán)境寫入不同的信號處理算法;
          將數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果送給主控制模塊,然后將結(jié)果輸出到計算機。
          (6)鍵盤
          實現(xiàn)本地控制,控制放大器各項參數(shù)的調(diào)節(jié)及其信號的產(chǎn)生、采集和處理。
          (7)通信單元
          通過RS-232/485口實現(xiàn)計算機和測試儀的通信,完成對測試儀的控制和數(shù)據(jù)顯示及其處理

          3 軟件結(jié)構(gòu)
          鎖相放大器軟件可以在Win2000/XP下運行,界面友好,操作簡單。可以實時的完成對鎖相放大器各項參數(shù)的調(diào)節(jié),將測試的物理量實時顯示在界面并將最終結(jié)果保存到計算機中,方便用戶的測試和記錄。還可以將用戶當前設(shè)置的參數(shù)保存成文件,在下次設(shè)置的時候直接調(diào)用該設(shè)置就可以將鎖相放大器配置成和上次測試時同樣的狀態(tài)。
          系統(tǒng)軟件的功能模塊組成如圖2所示。

          通過軟件中各功能模塊的設(shè)置,完成對整個系統(tǒng)的調(diào)試,這些操作既可以在計算機上面完成,也可以通過鍵盤完成,整個操作過程中的每個步驟都可以在顯示模塊中顯示出來。軟件中每個模塊的功能如下。
          (1)相位調(diào)節(jié)
          相位調(diào)節(jié)的步進量為1.4;
          通過增加、減少按鈕調(diào)節(jié)鎖相放大器參考信號的相位;
          調(diào)節(jié)的當前相位值實時顯示在參數(shù)設(shè)置窗口中;
          用戶可以直接輸入數(shù)值調(diào)節(jié)鎖相放大器參考信號的相位。
          (2)參數(shù)設(shè)置
          對鎖相放大器的時常數(shù)、靈敏度、TCSL和動態(tài)參數(shù)四個選項進行調(diào)節(jié);
          時常數(shù)可以在1~7之間任意選擇;
          靈敏度可以在l~7之間任意選擇;
          TCSL可以在l~7之間任意選擇;
          動態(tài)設(shè)置可以在0和1間進行選擇。
          (3)信號采集
          對鎖相放大器的輸出通道進行選擇;
          設(shè)置對該通道采集時的采樣率;
          保存采集到的數(shù)據(jù)到計算機;
          對采集到的數(shù)據(jù)進行處理,將處理結(jié)果實時顯示在界面上。
          (4)信號產(chǎn)生
          產(chǎn)生不同頻率和幅度的正弦波;
          對產(chǎn)生信號的頻率、幅度和偏置進行設(shè)置。
          (5)遠程控制
          對放大器控制終端的選擇;
          當選擇遠程控制時,可以通過計算機實現(xiàn)對鎖相放大器的所有控制;
          選擇本地控制時,可以通過鍵盤實現(xiàn)對鎖相放大器的所有控制。
          (6)自動調(diào)節(jié)
          實現(xiàn)對鎖相放大器相位的自動調(diào)節(jié);
          實現(xiàn)對鎖相放大器靈敏度的自動調(diào)節(jié);
          實現(xiàn)對鎖相放大器動態(tài)的自動調(diào)節(jié);
          每一種自動調(diào)節(jié)方式只需要用鼠標點擊該按鈕即可,大大方便了對鎖相放大器的調(diào)節(jié)。

          4 操作指南
          在實際測量時,任何一個操作都應(yīng)該謹慎、小心,系統(tǒng)操作和軟件安裝都應(yīng)遵守該操作指南。具體操作步驟如下:
          1)將系統(tǒng)附帶光盤中的軟件安裝到計算機中。將光盤放人CD-ROM中,打開光盤,點擊“SETUP”圖標,根據(jù)提示步驟安裝軟件。軟件安裝完成后在您計算機的桌面上會產(chǎn)生一個“智能”快捷方式。
          2)用系統(tǒng)附件中的串口電纜將該系統(tǒng)和計算機通過串口連接起來。
          3)將參考信號和被測信號的電纜連接到參考輸入端和被測信號輸入端。
          4)將信號輸出端連接示波器。以便觀察鎖相放大器的輸出信號。
          5)打開示波器。
          6)根據(jù)系統(tǒng)提供的電源要求,將電源接入系統(tǒng)。
          7)打開系統(tǒng)后面的電源按鈕。檢測系統(tǒng)前面板上面的電源指示燈是否顯示正常。
          8)當電源連接正常后,打開計算機桌面上面的軟件,會看到對鎖相放大器的所有設(shè)置和顯示都在軟件中。
          9)用軟件對鎖相放大器進行設(shè)置。



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