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基于虚拟仪器的微弱信号检测系统


项目成员

田恬

西南交通大学

本科三年级

基本信息
代表队 四川 项目编号 CEN1540192 学科分类 工程学 竞赛组别 大学组
关键词
项目简介

原理:依据虚拟仪器这一设计思想,将虚拟仪器应用于微弱信号检测方面的设计思路和设计方案,将现代电子测量技术与计算机数据处理技术结合起来,采用虚拟互相关检测方法对淹没在噪声中的微弱信进行分析,在虚拟仪器软件LabVIEW提供的集成开发环境下研制出虚拟仪器微弱信号检测系统。 设计目的:完成微电阻、微电压、微电流、放大器开环放大倍数、放大器幅频特性、放大器相频特性等有关微弱信号方面的现代电子测试教学实验。 构成:系统包括硬件和软件两部分。硬件电路包括交流电流源、参考信号源、运算放大器、数据采集卡、计算机、电源及电阻分压分流电路等。软件部分采用模块化设计,包括软面板的设计和微弱信号“互相关”分析模块设计。 设计思路:1.通过精密交流电流源和参考电压信号源提供两路可调信号,交流电流源输出电流送实验模板(包括微电阻、微弱电压产生电路、微弱电流产生电流、I-V转换电路)产生微弱的电压信号,再送前置运算放大器电路。2.前置运算放大器电路将微弱的电压信号放大,放大后的信号和参考电压信号同时送数据采集卡或示波器采集,采集到的两路信号送计算机。3.计算机中由labVIEW软件完成数据处理。软件采用虚拟仪器软件互相关检测技术,把淹没在噪声中的信号检测出来,实现微电阻、微电压、微电流、放大器开环放大倍数、放大器幅频特性、放大器相频特性等有关微弱信号方面测量实验。4.过程中可通过计算机控制信号发生器或由LabVIEW虚拟信号发生器产生信号,实现扫频信号,以完成扫频测量。 优点:采用虚拟仪器互相关检测技术,实现了对微弱信号的有效测量,该系统不但功能多样、测量准确,而且图形界面好、操作简单,克服了传统电子技术课程实验教学中存在的不足,对改善实验条件、降低实验成本、对提高课堂教学和实践教学水平起到重要作用。 特色与创新点:1.不同以往采用复杂的硬件电路方式实现的仪器,而是基于虚拟仪器技术采用软件互相关检测法实现对淹没在噪声背景中的微弱正弦波或方波信号的检测,取代或增加普通仪器无法直接测量或无法精确测量的实验内容,具有抑制噪声和恢复提取有用信号能力强的特点。2.可以完成多个微弱信号检测方面的教学实验。3.把虚拟仪器引入微弱信号检测实验教学,改善实验条件,改革实验教学方法,更新实验教学内容,提高实验教学课程的开设水平。4.减少实验设备资金的投入,与传统仪器比较成本大大降低。

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