基于ARM的微弱信號采集系統(tǒng)的設(shè)計
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4．1 系統(tǒng)模擬電路部分測試
根據(jù)溶解氧傳感器輸出的微弱電流信號的特點，設(shè)計了電流型恒流源來模擬產(chǎn)生微弱電流信號，采用電壓轉(zhuǎn)化為電流電路來設(shè)計納安級電流源，并用鎖相放大儀器7265對輸出的電流值和相位進行標(biāo)定。標(biāo)定的電流信號的頻率為100Hz，相位為0度，標(biāo)定范圍1．7～86.9 nA，如圖9所示電流源輸出隨輸入電壓變化曲線。圖10所示電流標(biāo)定值與微弱信號檢測系統(tǒng)模擬部分的電流測量值，其中標(biāo)定值表示鎖相放大器標(biāo)定電流源的電流值，實測值表示由微弱信號檢測系統(tǒng)模擬部分的測試電流源的測試值。圖11所示電流標(biāo)定值與微弱信號檢測系統(tǒng)測量值之間的誤差曲線，由均方差公式可得，電流精度為0．24 nA。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/148980.htm
4．2 微弱信號檢測系統(tǒng)整體測試
檢測系統(tǒng)的模擬電路部分、數(shù)字部分和電腦界面整體構(gòu)成一個模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)，即微弱信號檢測系統(tǒng)。圖12所示為電流標(biāo)定值與微弱信號檢測系統(tǒng)的電流測試值，其中標(biāo)定值表示鎖相放大器標(biāo)定的電流源電流值，實測值表示由檢測系統(tǒng)的測試電流源測試值。圖13所示為電流標(biāo)定值與微弱信號檢測系統(tǒng)測試值之間的誤差曲線，由均方差公式可得，電流精度為0．12nA。
5 結(jié)束語
該微弱信號檢測系統(tǒng)的設(shè)計性能超過了低端芯片，又接近于高端儀器，能夠測量1．7～86．9 nA電流信號，電流精度為0．12 nA，又實現(xiàn)了電路的小型化、簡單化、形象化、低成本設(shè)計。利用ARM實現(xiàn)基于數(shù)字相關(guān)的算法，改善信噪比，有效恢復(fù)淹沒于強背景噪聲中的微弱信號。最后通過對模擬低頻微弱信號的檢測實驗，充分顯示了該系統(tǒng)在微弱信號檢測方面的實用性和有效性。
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