智能微弱信號檢測系統

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

用圖標形式顯示鎖相放大器調試時(shí)的各項參數，如相位的調節、靈敏度、時(shí)常數等，各參數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(shí)現智能檢測系統和計算機的通訊；
控制LCD對調試參數和步驟的顯示；
控制信號產(chǎn)生、產(chǎn)生信號的幅度和頻率；
控制信號采集，將采集到的數據保存到存儲器中，用于信號處理單元對信號的處理；
控制測試結果輸出到LED和計算機；
實(shí)現計算機和鍵盤(pán)控制間的切換。
(2)圖形顯示模塊
顯示通過(guò)計算機或鍵盤(pán)對鎖相放大器調試時(shí)的步驟；
顯示產(chǎn)生信號的頻率、幅度；
顯示采集信號時(shí)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置；
也可以將產(chǎn)生的信號直接送給放大器，做為系統自檢信號。
(4)信號采集模塊
采集鎖相放大器輸出的放大后的信號；
將采集的數據保存到系統存儲器中；
采集信號的頻率可以根據系統需要任意設置；
對放大器單路輸出或多路輸出都可以選擇采集。
(5)開(kāi)放式信號處理
對采集模塊采集后保存到存儲器的數據進(jìn)行處理；
可以根據客戶(hù)不同的使用環(huán)境寫(xiě)入不同的信號處理算法；
將數據處理后的結果送給主控制模塊，然后將結果輸出到計算機。
(6)鍵盤(pán)
實(shí)現本地控制，控制放大器各項參數的調節及其信號的產(chǎn)生、采集和處理。
(7)通信單元
通過(guò)RS-232/485口實(shí)現計算機和測試儀的通信，完成對測試儀的控制和數據顯示及其處理

3 軟件結構
鎖相放大器軟件可以在Win2000/XP下運行，界面友好，操作簡(jiǎn)單?？梢詫?shí)時(shí)的完成對鎖相放大器各項參數的調節，將測試的物理量實(shí)時(shí)顯示在界面并將最終結果保存到計算機中，方便用戶(hù)的測試和記錄。還可以將用戶(hù)當前設置的參數保存成文件，在下次設置的時(shí)候直接調用該設置就可以將鎖相放大器配置成和上次測試時(shí)同樣的狀態(tài)。
系統軟件的功能模塊組成如圖2所示。

通過(guò)軟件中各功能模塊的設置，完成對整個(gè)系統的調試，這些操作既可以在計算機上面完成，也可以通過(guò)鍵盤(pán)完成，整個(gè)操作過(guò)程中的每個(gè)步驟都可以在顯示模塊中顯示出來(lái)。軟件中每個(gè)模塊的功能如下。
(1)相位調節
相位調節的步進(jìn)量為1.4；
通過(guò)增加、減少按鈕調節鎖相放大器參考信號的相位；
調節的當前相位值實(shí)時(shí)顯示在參數設置窗口中；
用戶(hù)可以直接輸入數值調節鎖相放大器參考信號的相位。
(2)參數設置
對鎖相放大器的時(shí)常數、靈敏度、TCSL和動(dòng)態(tài)參數四個(gè)選項進(jìn)行調節；
時(shí)常數可以在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(dòng)態(tài)設置可以在0和1間進(jìn)行選擇。
(3)信號采集
對鎖相放大器的輸出通道進(jìn)行選擇；
設置對該通道采集時(shí)的采樣率；
保存采集到的數據到計算機；
對采集到的數據進(jìn)行處理，將處理結果實(shí)時(shí)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(jìn)行設置。
(5)遠程控制
對放大器控制終端的選擇；
當選擇遠程控制時(shí)，可以通過(guò)計算機實(shí)現對鎖相放大器的所有控制；
選擇本地控制時(shí)，可以通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現對鎖相放大器的所有控制。
(6)自動(dòng)調節
實(shí)現對鎖相放大器相位的自動(dòng)調節；
實(shí)現對鎖相放大器靈敏度的自動(dòng)調節；
實(shí)現對鎖相放大器動(dòng)態(tài)的自動(dòng)調節；
每一種自動(dòng)調節方式只需要用鼠標點(diǎn)擊該按鈕即可，大大方便了對鎖相放大器的調節。

4 操作指南
在實(shí)際測量時(shí)，任何一個(gè)操作都應該謹慎、小心，系統操作和軟件安裝都應遵守該操作指南。具體操作步驟如下：
1)將系統附帶光盤(pán)中的軟件安裝到計算機中。將光盤(pán)放人CD-ROM中，打開(kāi)光盤(pán)，點(diǎn)擊“SETUP”圖標，根據提示步驟安裝軟件。軟件安裝完成后在您計算機的桌面上會(huì )產(chǎn)生一個(gè)“微弱信號智能檢測系統”快捷方式。
2)用系統附件中的串口電纜將該系統和計算機通過(guò)串口連接起來(lái)。
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(guān)察鎖相放大器的輸出信號。
5)打開(kāi)示波器。
6)根據系統提供的電源要求，將電源接入系統。
7)打開(kāi)系統后面的電源按鈕。檢測系統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(kāi)計算機桌面上面的軟件，會(huì )看到對鎖相放大器的所有設置和顯示都在軟件中。
9)用軟件對鎖相放大器進(jìn)行設置。