利 用 dsPIC○R数 字 信 号 控 制 器 实 现 数 字 锁 相 放 大 器 1.1前 言 锁 相 放 大 器 利 用 相 位 敏 感 探 测 原 理 测 量 隐 藏 在 大 量 噪 声 中 的 微 弱 信 号 。通 过测 量 相 干 系 统 对 交 流 信 号 的 响 应 ， 数 字 锁 相 放 大 器 甚 至 可 以 检 测 细 微 的 变 化 。 幅度 和 相 位 都 可 以 用 来 表 征 这 个 系 统 。 传 统 上 ， 锁 相 放 大 器 使 用 复 杂 的 模 拟 电 路 来 执 行 相 敏 检 测 和 过 滤 。 然 而 ， 现代 数 字 信 号 控 制 器 （ DSCs）， 如 dsPIC30F和 dsPIC33F系 列 ， 可 通 过 在 软 件 上 执行 必 要 的 操 作 来 去 除 大 量 的 模 拟 电 路 。 此 功 能 提 供 了 包 括 增 加 可 靠 性 ， 耐 温 性 和抗 老 化 的 更 多 的 好 处 ， 且 该 系 统 可 在 现 场 很 方 便 地 修 改 。 通 过 使 用 dsPIC33F的内 置 信 号 处 理 功 能 ， 可 以 在 传 感 器 上 执 行 高 速 ， 高 精 度 的 测 量 ， 如 应 变 计 。 同 样的 技术可 以 应 用 到其他噪 声 系 统 ， 如 电 容式传 感 器 或可 调制 光水平探 测 。 虽然 基本处 理 在 概念上 很 简单， 但采用 单片机实 现 它有很 多 可 行 的 方 法， 现有的 出版资料中 常缺少实 现 细 节。 在 这 里提 供 了 一些在 Explorer16板上 利 用dsPIC33FJ256GP710通 过 软 件 来 实 现 数 字 锁 相 放 大 器 的 实 用 方 法。 另外， 本文还考虑了 许多 如 何提 高 性 能 的 方 法， 可 大 大 降低处 理 需求。 在 Explorer 16 板上执 行 的 源代 码已提 供 （ 见附录A：“源代 码）。 2.1原 理 锁 相 放 大 器 甚 至 能 够在 存在 较大 幅 值的 噪 声 源情况下，测 量 只有几个 纳伏的微 小交 流 信 号 。 其实 现 方 法是使 用 相 敏 检 测 （ PSD） 电 路 ， 通 过 比较输入信 号 与参考信 号 之间的 相 位 和 幅 度 ， 将关注的 单一频率辨别出来 。 与参考信 号 不具备相同 频率和 相 位 关系 的 干 ...
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