基于FPGA的數(shù)字鎖相放大器研究.pdf

1、鎖相放大器是用于檢測(cè)微弱信號(hào)的裝置，具有檢測(cè)能力強(qiáng)、通用性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因而在微弱信號(hào)檢測(cè)中有著廣泛應(yīng)用。隨著數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)字鎖相放大器，數(shù)字鎖相放大器克服了模擬鎖相放大器的溫漂和其他非理想的低頻特性，極大改善了鎖相放大器的性能，使鎖相放大器的研究發(fā)展和應(yīng)用得到了很大提高。
　　 本文在調(diào)研了市場(chǎng)常見(jiàn)的數(shù)字鎖相放大器的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室已有的研究成果，針對(duì)其中的不足之處進(jìn)行改進(jìn)，完成了一款基于FPGA的數(shù)字鎖

2、相放大器，并對(duì)其進(jìn)行了全面而深入的分析和測(cè)試。
　　 等效輸入噪聲是數(shù)字鎖相放大器的重要指標(biāo)，本文從前置放大器、AD模塊、數(shù)字處理模塊和DA模塊等四個(gè)部分分別進(jìn)行了分析，分析了各個(gè)模塊對(duì)系統(tǒng)噪聲影響，不但實(shí)測(cè)得到了噪聲性能，而且通過(guò)分析明確了噪聲的來(lái)源，這對(duì)以后的噪聲性能改進(jìn)有重要意義。并測(cè)得在在前置放大器增益為34 dB的情況下系統(tǒng)的零輸入等效噪聲可達(dá)到3.5 nV/√Hz，但是其噪聲量是隨著輸入信號(hào)的頻率和幅度的增大而增大，

3、通過(guò)分析和實(shí)測(cè)驗(yàn)證這是由于AD采樣時(shí)鐘抖動(dòng)引起的，同樣DA產(chǎn)生載波的過(guò)程中也會(huì)有這種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可以通過(guò)采用高質(zhì)量的專用時(shí)鐘系統(tǒng)進(jìn)行消除。
　　 同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行了全面的測(cè)試，包括前置放大器的特性、等效輸入噪聲、線性度、動(dòng)態(tài)范圍和溫度特性。其中等效輸入噪聲在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有穩(wěn)定性，系統(tǒng)具有良好的解調(diào)線性度，在較小解調(diào)帶寬的下系統(tǒng)具有100 dB以上的動(dòng)態(tài)范圍。通過(guò)各模塊的溫度特性的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中前置放大器的增益溫漂最大，