生物電阻抗測量系統中弱信號檢測技術研究--正交雙激勵信號檢測方法

3.4.2.1 DPSD仿真分析

利用圖3.7所示的仿真系統進行仿真，將參數設定為：輸入信號一個周期的量化點數為10，輸入信號的相位偏移分別為0°和45°。可得到結果如圖3.10所示的仿真結果圖。

仿真結果圖中，橫坐標為累加的點數，縱坐標為相應的三角函數值。由圖3.10的仿真結果表明，信號通過網絡后，被提出來的正余弦值與設定相位的正余弦值基本一致，因此這種方法是可行的。

3.4.2.2 D-DPSD仿真分析利

用圖3.8所示的仿真系統進行D-DPSD方法仿真。將參數設定為：輸入信號一個周期的量化點數為10，輸入信號的相位偏移分別為0°和45°。可得到如圖3.11所示的仿真結果圖。

仿真結果表明，信號通過網絡后，被提出來的正余弦值與設定相位的正余弦值一致，因此這種方法可以更精確的計算出信號的幅度和相位。

現實情況中，當激勵信號輸入系統時，往往伴有隨機噪聲和白噪聲輸入。運行圖3.9所搭建的仿真系統，得到加噪情況下的仿真結果如圖3.12所示。

仿真結果表明，信號通過網絡后，被提出來的正余弦值與設定相位的正余弦值基本一致，信號平穩，因此這種方法可以得到信號的幅度和相位。

3.4.2.3 D-DPSD與DPSD仿真分析

對比D-DPSD算法在DPSD算法基礎上提出，將D-DPSD仿真結果與DPSD在相同條件下的仿真結果進行對比，如圖3.13所示。由圖可知，D-DPSD算法仿真結果明顯平穩，誤差浮動范圍有所減小。因此，D-DPSD減小了DPSD算法累積產生的誤差，從而使整個系統的誤差得到減小，提高了系統測量信號幅度和相位的精度。

分析測量過程，測量精度主要受AD采樣、乘法器截斷誤差以及累加器截斷誤差影響。只要設計采用12位以上AD進行采樣，并保證差分輸入峰峰值為±1.024V.可計算其量化誤差為：

量化范圍為-V到+V，L為量化間隔數。

為提高測量精度，乘法器和累加器分別采用采用24位和40位，消除截斷誤差的影響，這樣累加器輸出的結果理論誤差為0.0005V，只要保證AD輸入信號幅度較大，系統誤差可以遠小于5%，可滿足生物電阻抗測量要求。