[發明專利]一種基于雙共振的微弱信號檢測系統

有效

• 申請號: 201410023387.2
• 申請日: 2014-01-18
• 公開（公告）號: CN103795394A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 林敏;鄭俊
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

1.一種基于雙共振的微弱信號檢測系統，其特征在于，它主要由傳感器、信號發生模塊、耦合雙穩系統、數據采集模塊組成，其中，耦合雙穩系統由控制單元與被控單元相連組成，傳感器與被控單元相連，信號發生模塊與控制單元相連，被控單元與數據采集模塊相連；待檢測的含噪的弱周期信號由傳感器采集后加入到耦合雙穩系統的被控單元中；信號發生模塊產生單一頻率可調的控制信號，輸入到耦合雙穩系統控制單元中，改變控制信號的頻率大小，使耦合雙穩系統產生共振；最后，由數據采集模塊采集耦合雙穩系統輸出的信號后進行數據處理及波形顯示；所述耦合雙穩系統電路由結構相同的被控單元與控制單元耦合而成；被控單元與控制單元均由三個放大器、加法器、積分器和四個乘法器構成；加法器的輸出端與積分器的輸入端相連，積分器的輸出端分別與第一放大器，第二乘法器和第三乘法器相連，第三乘法器與第三放大器相連，第二乘法器、第一乘法器和第二放大器依次相連，第一放大器、第二放大器和第三放大器均與加法器的輸入端相連，第四乘法器與第三乘法器相連；控制單元的積分器的輸出端與被控單元的第四乘法器相連，被控單元的積分器的輸出端與控制單元單元的第四乘法器相連，傳感器與被控單元的加法器的輸入端相連，信號發生模塊與控制單元的加法器的輸入端相連，被控單元的積分器的輸出端與數據采集模塊相連。

2.根據權利要求1所述基于雙共振的微弱信號檢測系統，其特征在于，所述加法器包括運算放大器U1A、五個電阻R1-R5；電阻R1的一端與傳感器相連，另一端與運算放大器U1A的反相輸入端相連；電阻R5的一端與運算放大器U1A的反相輸入端相連，另一端與運算放大器U1A的輸出端相連；電阻R4的一端與運算放大器U1A的同相輸入端相連，另一端接地；所述積分器包括運算放大器U1D，電阻R6，R7；電阻R6的一端與加法器的輸出，即運算放大器U1A的輸出端相連，另一端與運算放大器U1D的反相輸入端相連；電阻R7的一端與運算放大器U1D的同相輸入端相連，另一端接地；電容C1的一端與運算放大器U1D的反相輸入端相連，另一端與運算放大器U1D的輸出端相連；第一放大器由電阻R3和可調電阻R8組成；可調電阻R8固定端一端與積分器輸出相連，另一固定端接地；電阻R3的一端與可調電阻R8的可調端相連，另一端與加法器輸入端相連，即連接到運算放大器U1A的反相輸入端；第二乘法器由乘法器U3A，三個電阻R9-R11，運算放大器U2A組成；U3A的反相與同相輸入端均與積分器的輸出端相連；電阻R9的一端與乘法器U3A的輸出端相連，另一端與運算放大器U2A的反相輸入端相連；電阻R10的一端與運算放大器U2A的同相輸入端相連，另一端接地；電阻R11的一端與運算放大器U2A的反相輸入端相連，另一端與運算放大器U2A的輸出端相連；第一乘法器由乘法器U3D組成，其反相輸入端與第二乘法器的輸出相連，同相輸入端與積分器的輸出端相連；第二放大器由運算放大器U2D，電阻R13，R14和可調電阻R15組成；電阻R13的一端與第一乘法器的輸出端相連，另一端與運算放大器U2D的反相輸入端連接；電阻R14的一端與第四運算放大器U2D的同相輸入端相連，另一端接地；可調電阻R15的一端與運算放大器U2D的反相輸入端相連，另一端與第四運算放大器U2D的輸出端相連；電阻R2的一端與運算放大器U2D的輸出端相連，另一端與加法器的輸入端相連；第四乘法器由乘法器U3B，三個電阻R16-R18，運算放大器U2B組成；乘法器U3B的反相與同相輸入端均與控制單元的輸出端相連；電阻R16的一端與乘法器U3B的輸出端相連，另一端與運算放大器U2B的反相輸入端相連；電阻R17的一端與運算放大器U2B的同相輸入端相連，另一端接地；電阻R18的一端與運算放大器U2B的反相輸入端相連，另一端與運算放大器U2B的輸出端相連；第三乘法器由乘法器U3C組成，其反相輸入端與第四乘法器的輸出相連，同相輸入端與積分器的輸出端相連；第三放大器由運算放大器U2C，電阻R19，R20和可調電阻R21組成；電阻R19的一端與三乘法器的輸出端相連，另一端與運算放大器U2C的反相輸入端連接；電阻R20的一端與第四運算放大器U2D的同相輸入端相連，另一端接地；可調電阻R21的一端與運算放大器U2C的反相輸入端相連，另一端與第四運算放大器U2D的輸出端相連；運算放大器U2C的輸出端與加法器的輸入端相連。