生物電阻抗測(cè)量系統(tǒng)中弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究--正交雙激勵(lì)信號(hào)檢測(cè)方法

3.4.2.1 DPSD仿真分析

利用圖3.7所示的仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真，將參數(shù)設(shè)定為：輸入信號(hào)一個(gè)周期的量化點(diǎn)數(shù)為10，輸入信號(hào)的相位偏移分別為0°和45°?？傻玫浇Y(jié)果如圖3.10所示的仿真結(jié)果圖。

仿真結(jié)果圖中，橫坐標(biāo)為累加的點(diǎn)數(shù)，縱坐標(biāo)為相應(yīng)的三角函數(shù)值。由圖3.10的仿真結(jié)果表明，信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)后，被提出來的正余弦值與設(shè)定相位的正余弦值基本一致，因此這種方法是可行的。

3.4.2.2 D-DPSD仿真分析利

用圖3.8所示的仿真系統(tǒng)進(jìn)行D-DPSD方法仿真。將參數(shù)設(shè)定為：輸入信號(hào)一個(gè)周期的量化點(diǎn)數(shù)為10，輸入信號(hào)的相位偏移分別為0°和45°?？傻玫饺鐖D3.11所示的仿真結(jié)果圖。

仿真結(jié)果表明，信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)后，被提出來的正余弦值與設(shè)定相位的正余弦值一致，因此這種方法可以更精確的計(jì)算出信號(hào)的幅度和相位。

現(xiàn)實(shí)情況中，當(dāng)激勵(lì)信號(hào)輸入系統(tǒng)時(shí)，往往伴有隨機(jī)噪聲和白噪聲輸入。運(yùn)行圖3.9所搭建的仿真系統(tǒng)，得到加噪情況下的仿真結(jié)果如圖3.12所示。

仿真結(jié)果表明，信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)后，被提出來的正余弦值與設(shè)定相位的正余弦值基本一致，信號(hào)平穩(wěn)，因此這種方法可以得到信號(hào)的幅度和相位。

3.4.2.3 D-DPSD與DPSD仿真分析

對(duì)比D-DPSD算法在DPSD算法基礎(chǔ)上提出，將D-DPSD仿真結(jié)果與DPSD在相同條件下的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖3.13所示。由圖可知，D-DPSD算法仿真結(jié)果明顯平穩(wěn)，誤差浮動(dòng)范圍有所減小。因此，D-DPSD減小了DPSD算法累積產(chǎn)生的誤差，從而使整個(gè)系統(tǒng)的誤差得到減小，提高了系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)幅度和相位的精度。

分析測(cè)量過程，測(cè)量精度主要受AD采樣、乘法器截?cái)嗾`差以及累加器截?cái)嗾`差影響。只要設(shè)計(jì)采用12位以上AD進(jìn)行采樣，并保證差分輸入峰峰值為±1.024V.可計(jì)算其量化誤差為：

量化范圍為-V到+V，L為量化間隔數(shù)。

為提高測(cè)量精度，乘法器和累加器分別采用采用24位和40位，消除截?cái)嗾`差的影響，這樣累加器輸出的結(jié)果理論誤差為0.0005V，只要保證AD輸入信號(hào)幅度較大，系統(tǒng)誤差可以遠(yuǎn)小于5%，可滿足生物電阻抗測(cè)量要求。