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1 概述 為了減少測量中手動操作鎖相放大器的煩瑣過程，開發(fā)了鎖相放大器智能檢測系統(tǒng)。 該系統(tǒng)操作簡單，可靠性高，界面友好，集信號產(chǎn)生、采集和處理于一身，可實現(xiàn)本地控制和遠程控制，檢測結(jié)束時可以在軟件中直接輸出物理量值。 2 硬件結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)主要由主控制板、鎖相放大器、信號產(chǎn)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(diào)試時的各項參數(shù)，如相位的調(diào)節(jié)、靈敏度、時常數(shù)等，各參數(shù)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(xiàn)智能檢測系統(tǒng)和計算機的通訊； 控制LCD對調(diào)試參數(shù)和步驟的顯示； 控制信號產(chǎn)生、產(chǎn)生信號的幅度和頻率； 控制信號采集，將采集到的數(shù)據(jù)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(jié)果輸出到LED和計算機； 實現(xiàn)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(diào)試時的步驟； 顯示產(chǎn)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(chǎn)生模塊 產(chǎn)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(chǎn)生的信號頻率和幅度可以任意設(shè)置； 也可以將產(chǎn)生的信號直接送給放大器，做為系統(tǒng)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(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)存儲器中； 采集信號的頻率可以根據(jù)系統(tǒng)需要任意設(shè)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(shù)據(jù)進行處理； 可以根據(jù)客戶不同的使用環(huán)境寫入不同的信號處理算法； 將數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果送給主控制模塊，然后將結(jié)果輸出到計算機。 (6)鍵盤 實現(xiàn)本地控制，控制放大器各項參數(shù)的調(diào)節(jié)及其信號的產(chǎn)生、采集和處理。 (7)通信單元 通過RS-232/485口實現(xiàn)計算機和測試儀的通信，完成對測試儀的控制和數(shù)據(jù)顯示及其處理 3 軟件結(jié)構(gòu) 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(shù)的調(diào)節(jié)，將測試的物理量實時顯示在界面并將最終結(jié)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(shè)置的參數(shù)保存成文件，在下次設(shè)置的時候直接調(diào)用該設(shè)置就可以將鎖相放大器配置成和上次測試時同樣的狀態(tài)。 系統(tǒng)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(shè)置，完成對整個系統(tǒng)的調(diào)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(diào)節(jié) 相位調(diào)節(jié)的步進量為1.4°； 通過增加、減少按鈕調(diào)節(jié)鎖相放大器參考信號的相位； 調(diào)節(jié)的當前相位值實時顯示在參數(shù)設(shè)置窗口中； 用戶可以直接輸入數(shù)值調(diào)節(jié)鎖相放大器參考信號的相位。 (2)參數(shù)設(shè)置 對鎖相放大器的時常數(shù)、靈敏度、TCSL和動態(tài)參數(shù)四個選項進行調(diào)節(jié)； 時常數(shù)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(tài)設(shè)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(shè)置對該通道采集時的采樣率； 保存采集到的數(shù)據(jù)到計算機； 對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，將處理結(jié)果實時顯示在界面上。 (4)信號產(chǎn)生 產(chǎn)生不同頻率和幅度的正弦波； 對產(chǎn)生信號的頻率、幅度和偏置進行設(shè)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(xiàn)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(xiàn)對鎖相放大器的所有控制。 (6)自動調(diào)節(jié) 實現(xiàn)對鎖相放大器相位的自動調(diào)節(jié)； 實現(xiàn)對鎖相放大器靈敏度的自動調(diào)節(jié)； 實現(xiàn)對鎖相放大器動態(tài)的自動調(diào)節(jié)； 每一種自動調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)。 4 操作指南 在實際測量時，任何一個操作都應(yīng)該謹慎、小心，系統(tǒng)操作和軟件安裝都應(yīng)遵守該操作指南。具體操作步驟如下： 1)將系統(tǒng)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(jù)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(chǎn)生一個“微弱信號智能檢測系統(tǒng)”快捷方式。 2)用系統(tǒng)附件中的串口電纜將該系統(tǒng)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(jù)系統(tǒng)提供的電源要求，將電源接入系統(tǒng)。 7)打開系統(tǒng)后面的電源按鈕。檢測系統(tǒng)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(shè)置和顯示都在軟件中。 9)用軟件對鎖相放大器進行設(shè)置。 |
