任全会, 杨保海

(1.郑州铁路职业技术学院 电子工程系，郑州 451460；2.九江学院 电子工程学院,江西 九江 332005)

0 引 言

随着计算机技术和电子测量技术的快速发展，微弱信号检测技术的应用越来越广泛。在实际的应用当中，时常需要对压力、温度、加速度等非电量信号的测量，对于这些信号的测量经常要使用传感器把此类信号转化成电压、电流信号，可是，传感器的缺点也是非常明显的，主要表现在输出的阻抗高和电压信号小(mV级)等方面，因此测量的误差较大[1]。现在微弱信号检测技术的研究越来越受到重视，使用锁相放大器的方法应用比较广泛，但是大多都是基于模拟电路设计的[2]。使用此种方法虽然可以一定程度上可以提高测量精度，但是系统稳定度较差，测量精度还远远达不到对测量精度要求较高的领域中[3]。为了解决这些问题，文章提出了基于FPGA弱小信号测量系统，在FPGA芯片上设计出数字锁相放大器，通过数字锁相放大器对弱小信号进行放大，同时还二阶低通单增益塞林更滤波器对放大后的信号进行滤波处理，不仅如此，在电路的后端还使用高精度隔离器提高电压信号测量的稳定性[2]。

此系统的数字锁相环是基于FPGA设计出来，因此系统非常稳定，此外系统输入阻抗和共模抑制比很高，和传统测量方法相比测量精度大大提高[5]。

1 基于FPGA弱小信号测量系统硬件设计

1.1 系统整体硬件设计

系统整体设计如图1所示。系统硬件主要包括A/D、FPGA、D/A、光耦隔离电路、二阶低通滤波器五部分。……