智能微弱信號檢測系統

2 硬件結構
該系統主要由主控制板、鎖相放大器、信號產生、信號采集、信號處理、鍵盤、計算機通信單元和圖形顯示幾大部分組成，操作簡單。具體如圖1所示。

用圖標形式顯示鎖相放大器調試時的各項參數，如相位的調節、靈敏度、時常數等，各參數對于不同的模塊具有不同的功能，具體如下所示：
(1)主控制單元
實現智能檢測系統和計算機的通訊；
控制LCD對調試參數和步驟的顯示；
控制信號產生、產生信號的幅度和頻率；
控制信號采集，將采集到的數據保存到存儲器中，用于信號處理單元對信號的處理；
控制測試結果輸出到LED和計算機；
實現計算機和鍵盤控制間的切換。
(2)圖形顯示模塊
顯示通過計算機或鍵盤對鎖相放大器調試時的步驟；
顯示產生信號的頻率、幅度；
顯示采集信號時所選擇的采集通道及當前的采樣率。
(3)DDS信號產生模塊
產生不同頻率和幅度的正弦波信號；
可以使用該信號作為參考信號或被測物體的激勵信號；
產生的信號頻率和幅度可以任意設置；
也可以將產生的信號直接送給放大器，做為系統自檢信號。
(4)信號采集模塊
采集鎖相放大器輸出的放大后的信號；
將采集的數據保存到系統存儲器中；
采集信號的頻率可以根據系統需要任意設置；
對放大器單路輸出或多路輸出都可以選擇采集。
(5)開放式信號處理
對采集模塊采集后保存到存儲器的數據進行處理；
可以根據客戶不同的使用環境寫入不同的信號處理算法；
將數據處理后的結果送給主控制模塊，然后將結果輸出到計算機。
(6)鍵盤
實現本地控制，控制放大器各項參數的調節及其信號的產生、采集和處理。
(7)通信單元
通過RS-232/485口實現計算機和測試儀的通信，完成對測試儀的控制和數據顯示及其處理

3 軟件結構
鎖相放大器軟件可以在Win2000/XP下運行，界面友好，操作簡單。可以實時的完成對鎖相放大器各項參數的調節，將測試的物理量實時顯示在界面并將最終結果保存到計算機中，方便用戶的測試和記錄。還可以將用戶當前設置的參數保存成文件，在下次設置的時候直接調用該設置就可以將鎖相放大器配置成和上次測試時同樣的狀態。
系統軟件的功能模塊組成如圖2所示。

通過軟件中各功能模塊的設置，完成對整個系統的調試，這些操作既可以在計算機上面完成，也可以通過鍵盤完成，整個操作過程中的每個步驟都可以在顯示模塊中顯示出來。軟件中每個模塊的功能如下。
(1)相位調節
相位調節的步進量為1.4；
通過增加、減少按鈕調節鎖相放大器參考信號的相位；
調節的當前相位值實時顯示在參數設置窗口中；
用戶可以直接輸入數值調節鎖相放大器參考信號的相位。
(2)參數設置
對鎖相放大器的時常數、靈敏度、TCSL和動態參數四個選項進行調節；
時常數可以在1~7之間任意選擇；
靈敏度可以在l~7之間任意選擇；
TCSL可以在l~7之間任意選擇；
動態設置可以在0和1間進行選擇。
(3)信號采集
對鎖相放大器的輸出通道進行選擇；
設置對該通道采集時的采樣率；
保存采集到的數據到計算機；
對采集到的數據進行處理，將處理結果實時顯示在界面上。
(4)信號產生
產生不同頻率和幅度的正弦波；
對產生信號的頻率、幅度和偏置進行設置。
(5)遠程控制
對放大器控制終端的選擇；
當選擇遠程控制時，可以通過計算機實現對鎖相放大器的所有控制；
選擇本地控制時，可以通過鍵盤實現對鎖相放大器的所有控制。
(6)自動調節
實現對鎖相放大器相位的自動調節；
實現對鎖相放大器靈敏度的自動調節；
實現對鎖相放大器動態的自動調節；
每一種自動調節方式只需要用鼠標點擊該按鈕即可，大大方便了對鎖相放大器的調節。

4 操作指南
在實際測量時，任何一個操作都應該謹慎、小心，系統操作和軟件安裝都應遵守該操作指南。具體操作步驟如下：
1)將系統附帶光盤中的軟件安裝到計算機中。將光盤放人CD-ROM中，打開光盤，點擊“SETUP”圖標，根據提示步驟安裝軟件。軟件安裝完成后在您計算機的桌面上會產生一個“微弱信號智能檢測系統”快捷方式。
2)用系統附件中的串口電纜將該系統和計算機通過串口連接起來。
3)將參考信號和被測信號的電纜連接到參考輸入端和被測信號輸入端。
4)將信號輸出端連接示波器。以便觀察鎖相放大器的輸出信號。
5)打開示波器。
6)根據系統提供的電源要求，將電源接入系統。
7)打開系統后面的電源按鈕。檢測系統前面板上面的電源指示燈是否顯示正常。
8)當電源連接正常后，打開計算機桌面上面的軟件，會看到對鎖相放大器的所有設置和顯示都在軟件中。
9)用軟件對鎖相放大器進行設置。