一种主动扫描式正交矢量数字锁相放大器

摘要

本发明公开一种主动扫描式正交矢量数字锁相放大器，包括依次连接的信号调理模块，信号采集模块，数据处理以及调制信号和扫描信号模块，通信模块，液晶显示模块。信号调理模块，将输入模拟信号进行前置放大、陷波、抗混叠滤波等预处理，预处理后的信号通过A/D高速数据采集，进入缓存、输入信号处理模块FPGA芯片缓存后，被存储在外部存储器中。FPGA内部产生同步2倍频参考信号，与待测信号进入正交矢量数字解调(DILA)处理单元，DILA运算后输出谐波信号。谐波信号数据通过网络传输或串行方式与上位机通信，也可以通过USB输出。FPGA芯片内部调制扫描信号模块生成的调制、扫描信号。

主权项

主动扫描式正交矢量数字锁相放大器，包括依次连接的信号调理模块，信号采集模块，数据处理以及调制信号和扫描信号模块、通信模块，液晶显示模块，其特征在于：所述的信号调制模块包括依次连接的电流电压转换电路、陷波器、低通滤波器以及单端转差分电路，所述电流电压转换电路的输入端连接有探测器探测待测信号，所述信号采集模块为高速高位AD采集卡，所述数据处理以及调制信号和扫描信号模块为基于FPGA芯片的模块，内置有缓存区FIFO、片内ROM/RAM储存区、正交矢量算法模块、采样控制器以及数据控制器，所述FPGA芯片外围还设SDRAM存储芯片、通讯模块以及按键模块和液晶显示模块；FPGA芯片内部的采集控制器控制高速高位AD采集卡采集待测信号并转换为数字信号，数字信号通过I/O口进入FPGA中的缓存区FIFO，数据控制器控制缓存区FIFO数据写入SDRAM存储芯片中，以及从SDRAM存储芯片中写入FPGA芯片片内ROM/RAM储存区，FPGA芯片内部根据待测信号频率采用可编程控制程序相应的产生2倍频正弦和余弦信号作为参考信号，参考信号与待测信号一起进入正交矢量算法模块进行调制得到调制信号，调制信号与上位机通讯，同时，FPGA内部根据频率合成DDS原理采用可编程控制程序生成正弦波调制信号，利用寄存器累加求和方式生成锯齿波扫描信号，扫描信号和调制信号一起可经过D/A转换、电压电流转换生成电压信号，所述电压信号可经过低通滤波以及加法电路叠加处理后供激光器使用。