TW-JD21 微弱信號檢測實驗綜合裝置

一、產品特點

    微弱信號檢測實驗綜合裝置由十多個單元實驗盒和幾個配有電源的插入式機箱組成。通過組合，能開設十多個微弱信號檢測的教學實驗。通過不同的實驗部件盒組合，可以排出不同的實驗或組成不同類型的微弱信號檢測儀器。能方便、經濟地排出學生要掌握的微弱信號檢測技術的基本實驗。同時也可以用這些組件構成一個完整的鎖定放大器、同步積分器和多點信號平均器等等。

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二、配套儀器

三、技術參數

1、頻率範圍： 10Hz——10KHz

2、測試電壓範圍：1μV——1V

3、波形： 正弦波、方波、三角波

4、選頻 Q 值：3、30

5、倍頻、分頻數：倍頻：1——15，分頻：1——1/15

6、抑製噪聲能力：≥100 倍

7、抑製不相幹能力：≥800 倍

8、前置放大器噪聲電壓：≤ 5nV/HZ

9、電壓表測量功能：直流、交流、噪聲

10、相位測量範圍：0°——360 °

說明：因為實驗室有 A，B 兩個組合配置的部件不同組合，都配備精密衰減器，因此可以排出上述十多個微弱信號檢測技術方麵的實驗。由於這些實驗中，有些實驗需要兩個相關器實驗盒、兩個多功能信號源實驗盒、兩個頻率計實驗盒及 VI，VQ —VA，Vφ 變換電路實驗盒。B 組合的配置能更方便地排出有關實驗。

四、實驗項目

1、相關器的研究及其主要參數測量

2、同步積分器的研究及其主要參數測量

3、多點信號平均器原理實驗

4、鎖定放大器原理實驗

5、跟蹤濾波器實驗

6、鎖定放大器性能測試實驗

7、用鎖定放大器測量低頻點噪聲電壓的實驗

8、鎖相電壓表原理實驗

9、跟蹤選頻放大器實驗

10、選頻放大器原理及其性能測試實驗

五、參數及使用 

1、電源： 接通電源輸入線，220V 50Hz，按下電源開關，電源指示燈點亮，預熱 2 分鍾。

2、多功能信號源

（1）產生 1－10kHz 正弦波、三角波、方波信號。

（2）通過波形選擇可以選擇輸出正弦波、三角波、方波信號。

（3）通過頻率粗調 10、100、1000、10000 四檔、細調頻率 0.7－12 選擇輸出頻率。

（4）調節倍頻 nf 和分頻 1/nf 以及 n 預置來選擇倍頻和分頻輸出，倍頻和分頻預置數由 4 位二進製開關選擇，*大為 15，*小為 1，由倍頻、分頻端口輸出。

（5）通過調節噪聲幅度，可以得到不同幅度的噪聲輸出，由噪聲輸出端口輸出。

 3、頻率計

（1）用於對待測頻率進行計數，六位數字顯示。

（2）技術量程分兩檔 0－1000Hz 和 1000－100000Hz。

4、寬帶移相器

（1）寬帶移相器用於對輸出信號進行移相。

（2）移相範圍為 0o－360o 可調，由粗調和細調兩部份組成。粗調分 0o、90o、180o、270o 四檔

（3）細調可移相 0o－100o，與粗調組合可以實現 0o－360o 移相同時係統設有失鎖指示。

（4）移相後的信號同相和正交輸出端口輸出。

5、相位差計

（1）相位差計用於測量輸入信號和參考輸入信號的相位差。測量頻率分兩檔分別是：0.3－3kHz 和 10－300Hz。同時微調用於調節失鎖狀態下的鎖定。

（2）功能檔位用來選擇測量和鎖定兩個工作狀態。

6、低噪聲前置放大器

（1）有輸入和數出兩個端口，由於對微弱信號進行低噪聲前置放大。

（2）浮地調零已鎖定用於校準浮地測量時的零輸入－零電位輸出，校準時功能鍵置短路。測量時功能鍵置測量，放大器增益分 100、1000 兩檔。

（3）測量類型分浮地和接地兩種。

7、有源高通、低通濾波器

（1）用於對信號進行可選測的頻帶進行濾波。

（2）高通濾波頻率由高通頻率選擇檔位：*低、37.5Hz、250Hz、1500Hz 四檔和 X1、X10 檔位綜合組成進行選擇。

（3）低通濾波頻率由低通頻率選擇檔位：37.5Hz、250Hz、1.5KHz、25KHz 四檔組成。

8、跟蹤濾波器

（1）跟蹤濾波器是用一個與待測信號頻率 fs 相等的參考信號，頻率為 fR =fs，去控製跟蹤濾波器，使跟蹤濾波器的中心頻率自動調節在待測信號頻率上，從而能抑製待測信號頻率之外的其他頻率信號和噪聲幹擾。

（2）其輸入有一個信號輸入和一個參考信號輸入端，輸出有跟蹤濾波輸出和跟蹤濾波直流輸出，同時還有一個跟蹤指示燈。

9、多點信號平均器

（1）多點信號平均器是一種信號處理裝置，能從較強的幹擾和噪聲中提取信號，依據時域特性的取樣平均來改善信噪比，複現被噪聲淹沒的信號波形。其控製麵板如圖所示：

（2）其對應的輸入端有信號輸入、噪聲輸入和參考輸入。本組合模塊還設有失鎖指示。

（3）多點平均的時間常數選擇由 0.2S、2S、20S 三個檔位，可根據待測信號特性進行靈活選擇。

（4）其輸出端有多點平均加法器輸出和多點平均器輸出，多點平均輸出可由檔位開關正常、比較選擇輸出，用以觀察信號通過多電平均器後變化的特性。

10、同步積分器

（1）同步積分器是一種同步濾波器，它能在幹擾中提取微弱信號，具有很強的抗幹擾能力。

（2）同步積分器的輸入由信號輸入、噪聲輸入、參考輸入三個輸入端組成。

（3）對於輸入信號的放大倍數檔位有 X1、X3、X10 三個檔位供選擇，選擇原則是根據輸入信號的大小。同步積分時間常數有 0.001S、0.01S、0.1S 三個時間檔位供選擇，選擇積分時間常數的原則主要根據被測信號的頻率。

（4）同步積分器的輸出端有加法器輸出，主要用於和數學運算進行比較；同步積分輸出，用以指示信號大小。

 11、相關器

（1）相關器由相敏檢測器和低通濾波器組成，是鎖定放大器的核心部件，其控製麵板如圖所示：

（2）同步積分器的輸入端由信號輸入、噪聲輸入、參考輸入三個輸入端組成。

（3）對於輸入信號的放大倍數由交流放大倍數決定， 檔位有 X1、X10、X100 三個檔位供選擇，選擇原則是根據相關器的動態特性。

（4）對於直流信號的放大倍數由直流放大倍數決定， 檔位有 X1、X10、X100 三個檔位供選擇，選擇原則是結合相關器的動態特性選擇。

（5）積分時間常數有 0.1S、1S、10S 三個時間檔位供選擇，選擇的主要原則是信號特性。

12、交流、直流、噪聲電壓表

（1）交流、直流、噪聲電壓表主要用於測量交流、直流和噪聲電壓的大小。

（2）測量過程中注意被測信號的特性，通過信號選擇開關完成，分別有：正弦、噪聲、直流三個功能選擇開關。

（3）量程選擇分別有 200mV、2V、20V 三個檔位開關。

13、精密衰減器

     HB-602 型精密衰減器是專為獲得微弱電壓信號而設計與生產的衰減器，本儀器不同於一般的衰減器，它包括一個加法器和一個精密衰減器，能方便地進行被測信號與幹擾或噪聲信號相加，然後衰減， 模擬得到淹沒在噪聲或幹擾背景中的微弱電壓信號。因此，除作為一般的精密衰減器使用外，特別適用於對微弱信號儀器的抗幹擾、抑製噪聲能力的有關各種測量。它在微弱信號檢測儀器的研製、生產、測量、校準及微弱信號檢測的教學實驗中得到廣泛應用。