用于重力梯度仪系统中的高精度微弱信号检测电路

重力梯度仪是获取重力场信息的重要仪器,其研制对加速度计和检测电路提出了更高的要求.对旋转加速度式重力梯度仪信号组成分析可知梯度信号被调制在旋转速度对应二倍频率上.该原理信号根据转速不同包含一倍频(0.02～2 Hz)、二倍频(0.04～4 Hz)正弦波调制信号,直流信号和噪声信号.针对旋转加速度计重力梯度仪中低频弱信号进行了电路设计,电路采用了I/V转换、零位扣除、放大、陷波、带通、相敏检波、低通滤波等方法进行弱信号提取及放大.I/V转换、零位扣除电路主要将检测电路的输入电流信号变成电压信号并将信号中的直流成分扣掉,放大电路主要来放大信号,陷波电路用来抑制一倍频信号,带通电路用来保证二倍频信号通过的同时滤出其他干扰信号,相敏解调后并滤波得到所需要的电压信号.经过实验验证表明该电路可检测0.1nA、0.5 Hz电流信号,通过5h通电,系统输出标准差小于30 mV,对应输入端电流小于100 pA,电路实现了信噪比大于120 dB的信号检测.

荧光微弱信号检测电路设计

荧光分析技术在现代化学分析中占有重要地位 ,在荧光分析仪器与传感器的研制过程中 ,有效提取荧光信号十分关键。在考虑检测电路内在的噪声来源和系统环境特点的基础上 ,详细讨论了应用在荧光光纤传感器中微弱荧光信号检测电路的结构、特点和设计注意事项。

基于类洛伦茨系统的微弱信号检测及其电路实现

基于一种类洛伦茨(Lorenz)混沌系统,利用周期微扰的混沌控制方法,应用于微弱信号的检测。首先,构建一个受控的类Lorenz检测系统,通过调节系统两参数可将混沌系统控制可在所期望的周期轨道内。利用李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱及分岔图分析,选择适当的两个参数值,将系统控制在混沌临界状态,当加入混有高斯白噪声的微弱信号时,系统发生相变,由混沌临界状态转变为周期三状态,从而检测出与外加激励信号同频率的微弱正弦信号。此方法不需要利用梅尔尼科夫(Melnikov)方法计算复杂的系统发生相变的激励信号幅值的精确解,实现方法简单易行,MATLAB仿真结果表明该系统可以实现极低的信噪比。在理论和数值分析的基础之上,该文设计了微弱信号检测电路,仿真和实验结果表明,该方法能够有效实现微弱正弦信号的检测。