TW-JD21 微弱信號檢測實(shí)驗綜合裝置

一、產(chǎn)品特點(diǎn)

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

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二、配套儀器

三、技術(shù)參數(shù)

1、頻率范圍： 10Hz——10KHz

2、測試電壓范圍：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(shù)：倍頻：1——15，分頻：1——1/15

6、抑制噪聲能力：≥100 倍

7、抑制不相干能力：≥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、相位測量范圍：0°——360 °

說明：因為實(shí)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(shù)方面的實(shí)驗。由于這些實(shí)驗中，有些實(shí)驗需要兩個相關(guān)器實(shí)驗盒、兩個多功能信號源實(shí)驗盒、兩個頻率計實(shí)驗盒及 VI，VQ —VA，Vφ 變換電路實(shí)驗盒。B 組合的配置能更方便地排出有關(guān)實(shí)驗。

四、實(shí)驗項目

1、相關(guān)器的研究及其主要參數(shù)測量

2、同步積分器的研究及其主要參數(shù)測量

3、多點(diǎn)信號平均器原理實(shí)驗

4、鎖定放大器原理實(shí)驗

5、跟蹤濾波器實(shí)驗

6、鎖定放大器性能測試實(shí)驗

7、用鎖定放大器測量低頻點(diǎn)噪聲電壓的實(shí)驗

8、鎖相電壓表原理實(shí)驗

9、跟蹤選頻放大器實(shí)驗

10、選頻放大器原理及其性能測試實(shí)驗

五、參數(shù)及使用 

1、電源： 接通電源輸入線，220V 50Hz，按下電源開關(guān)，電源指示燈點(diǎn)亮，預(yù)熱 2 分鐘。

2、多功能信號源

（1）產(chǎn)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(diào) 10、100、1000、10000 四檔、細(xì)調(diào)頻率 0.7－12 選擇輸出頻率。

（4）調(diào)節(jié)倍頻 nf 和分頻 1/nf 以及 n 預(yù)置來選擇倍頻和分頻輸出，倍頻和分頻預(yù)置數(shù)由 4 位二進(jìn)制開關(guān)選擇，*大為 15，*小為 1，由倍頻、分頻端口輸出。

（5）通過調(diào)節(jié)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）用于對待測頻率進(jìn)行計數(shù)，六位數(shù)字顯示。

（2）技術(shù)量程分兩檔 0－1000Hz 和 1000－100000Hz。

4、寬帶移相器

（1）寬帶移相器用于對輸出信號進(jìn)行移相。

（2）移相范圍為 0o－360o 可調(diào)，由粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩部份組成。粗調(diào)分 0o、90o、180o、270o 四檔

（3）細(xì)調(diào)可移相 0o－100o，與粗調(diào)組合可以實(shí)現(xiàn) 0o－360o 移相同時系統(tǒng)設(shè)有失鎖指示。

（4）移相后的信號同相和正交輸出端口輸出。

5、相位差計

（1）相位差計用于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(diào)用于調(diào)節(jié)失鎖狀態(tài)下的鎖定。

（2）功能檔位用來選擇測量和鎖定兩個工作狀態(tài)。

6、低噪聲前置放大器

（1）有輸入和數(shù)出兩個端口，由于對微弱信號進(jìn)行低噪聲前置放大。

（2）浮地調(diào)零已鎖定用于校準(zhǔn)浮地測量時的零輸入－零電位輸出，校準(zhǔn)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）用于對信號進(jìn)行可選測的頻帶進(jìn)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(jìn)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，去控制跟蹤濾波器，使跟蹤濾波器的中心頻率自動調(diào)節(jié)在待測信號頻率上，從而能抑制待測信號頻率之外的其他頻率信號和噪聲干擾。

（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(diǎn)信號平均器

（1）多點(diǎn)信號平均器是一種信號處理裝置，能從較強(qiáng)的干擾和噪聲中提取信號，依據(jù)時域特性的取樣平均來改善信噪比，復(fù)現(xiàn)被噪聲淹沒的信號波形。其控制面板如圖所示：

（2）其對應(yīng)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(shè)有失鎖指示。

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

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

10、同步積分器

（1）同步積分器是一種同步濾波器，它能在干擾中提取微弱信號，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

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

（4）同步積分器的輸出端有加法器輸出，主要用于和數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行比較；同步積分輸出，用以指示信號大小。

 11、相關(guān)器

（1）相關(guān)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，其控制面板如圖所示：

（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）對于輸入信號的放大倍數(shù)由交流放大倍數(shù)決定， 檔位有 X1、X10、X100 三個檔位供選擇，選擇原則是根據(jù)相關(guān)器的動態(tài)特性。

（4）對于直流信號的放大倍數(shù)由直流放大倍數(shù)決定， 檔位有 X1、X10、X100 三個檔位供選擇，選擇原則是結(jié)合相關(guān)器的動態(tài)特性選擇。

（5）積分時間常數(shù)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、噪聲電壓表主要用于測量交流、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(guān)完成，分別有：正弦、噪聲、直流三個功能選擇開關(guān)。

（3）量程選擇分別有 200mV、2V、20V 三個檔位開關(guān)。

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(shè)計與生產(chǎn)的衰減器，本儀器不同于一般的衰減器，它包括一個加法器和一個精密衰減器，能方便地進(jìn)行被測信號與干擾或噪聲信號相加，然后衰減， 模擬得到淹沒在噪聲或干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，特別適用于對微弱信號儀器的抗干擾、抑制噪聲能力的有關(guān)各種測量。它在微弱信號檢測儀器的研制、生產(chǎn)、測量、校準(zhǔn)及微弱信號檢測的教學(xué)實(shí)驗中得到廣泛應(yīng)用。