[发明专利]一种基于磁控移相的相位自适应调节锁相放大器

说明书

本发明涉及一种一种基于磁控移相的相位自适应调节锁相放大器，包括：自适应磁控移相模块、输入信号通道模块、参考信号移相电路、参考信号通道模块、相干解调模块、低通滤波模块和显示输出模块。本发明能够对调制后被测量的微弱信号进行锁相放大，降低输出信号的噪声。本发明在测试环境发生变化的时候，可以通过磁控移相电路进行自适应的调整相位以达到适配测试环境的目的。相比于普通的锁相放大器，本发明具有自适应磁场环境、相位可连续调节、电路结构简单等特点，能够很好的补偿磁场对被测信号相位的影响，提高锁相放大器的精度，拓展锁相放大器的应用范围。

技术领域

本发明属于微弱信号检测电路设计领域，具体设及一种基于磁控移相的相位自适应调节锁相放大器，进而测量微弱信号以及输出的效果。

技术背景

锁相放大装置由移相模块、输入信号通道模块、参考信号通道模块、相干解调模块、低通滤波模块以及显示输出模块等组成。具有测量精度高、输出结果稳定和检测误差小等优点。在微弱信号测量及处理中得到了广泛的应用。

对于传统的锁相放大装置，从一个测试环境切换到另一个测试环境，或在当前测试环境发生了一些轻微的变化，其配置需要做出一些改变。其移相电路常常需要手动控制电位器阻值大小而达到调整相位角的目的，但是这样的控制往往不够精确，且需要接触式控制，对于一些测试环境具有约束性。其他的使用一些可编程电阻如数字电位器，但是由于数字芯片控制的阻值精度不如模拟电路的精度高，且增加了电路的复杂度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于磁控移相的相位自适应调节锁相放大器。

一种基于磁控移相的相位自适应调节锁相放大器，包括自适应磁控移相模块、输入信号通道模块、参考信号移相电路、参考信号通道模块、相干解调模块、低通滤波模块和显示输出模块；

所述的自适应磁控移相模块的信号输入端接调制后的信号，自适应磁控移相模块调整输入信号相位并把信号输出至下一级输入信号通道模块，输入信号通道模块将得到的信号放大一定倍数，进行带通滤波后，再经过缓冲器输出至相干解调模块；

所述的参考信号移相电路对参考驱动信号进行相位调整并输出给参考信号通道模块，所述的参考信号通道模块包括滤波电路、比较电路以及缓冲器，对相位调整后的信号滤波，以及比较得出方波信号，作为相干解调模块的驱动信号；相干解调模块对处理后的输入信号进行解调，输出给后级低通滤波模块；低通滤波模块将得到的解调信号进行低通滤波并输出给显示输出模块；

所述的自适应磁控移相模块包括多级串联的移相电路；所述的每一级移相电路为LC移相电路、RC移相电路、RLC移相电路中的一种；每一级移相电路中电容、电感、电阻至少一个为磁敏器件。

作为优选，所述的作为磁敏器件的电容由多层磁性薄膜材料构成。

作为优选，所述的作为磁敏器件的电感由磁性材料构成。

作为优选，所述的作为磁敏器件的电阻为具有巨磁阻效应的磁敏变阻器、具有各向异性磁电阻效应的磁敏变阻器、具有隧道磁电阻效应的磁敏变阻器中的一种。

作为优选，所述的调制后的信号为当前环境下需要测量的微弱信号经过调制得到的高频信号。

作为优选，所述的参考驱动信号为与调制后的信号同频率的方波或者正弦波。

所述自适应磁控移相模块用于在切换测试环境时，对输入信号做相位微调整。所述参考信号移相电路用于匹配参考信号相位与输入的信号相位。对于一个特定的测试环境，可以通过参考信号移相电路调整好最佳相位。当切换另一个特定的测试环境时，需要调整一下接收信号的相位角，此时可以通过磁控移相电路做出一个自适应的相位微调整，以达到最佳匹配相位角的效果，即达到测试条件。

在一些非磁场环境下，自适应磁控移相模块可以通过控制改变外加磁场的大小达到改变相位角的功能，以实现适应当前的测试环境。