2014年TI杯大学生电子设计竞赛题C题：锁定放大器的设计1．任务
设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。锁定放大器基本组成框图见图1。
信号通道信号交流放大器St参考通道参考触发Rt整形移相器方波驱动图1锁定放大器基本组成结构框图rt带通滤波器xt相敏检波器低通滤波器直流放大器输出显示
2．要求
（1）外接信号源提供频率为1kHz的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信号Rt端。Rt通过自制电阻分压网络降压接至被测信号St端，St幅度有效值为10μV1mV。（5分）（2）参考通道的输出rt为方波信号，rt的相位相对参考信号Rt可连续或步进移相180度，步进间距小于10度。（20分）（3）信号通道的3dB频带范围为900Hz1100Hz。误差小于20。（10分）（4）在锁定放大器输出端，设计一个能测量显示被测信号St幅度有效值的电路。测量显示值与St有效值的误差小于10。（15分）（5）在锁定放大器信号St输入端增加一个运放构成的加法器电路，实现St与干扰信号
t的11叠加，如图2所示。（5分）
锁定放大器St
t
t信号加法器St
t
t交流放大器带通滤波器xt
图2锁定放大器叠加噪声电路图
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f（6）用另一信号源产生一个频率为10502100Hz的正弦波信号，作为
t叠加在锁定放大器的输入端，信号幅度等于St。
t亦可由与获得St同样结构的电阻分压网络得到。锁定放大器应尽量降低
t对St信号有效值测量的影响，测量误差小于10。（20分）（7）增加
t幅度，使之等于10St，锁定放大器对St信号有效值的测量误差小于10。（20分）（8）其他自主发挥。（5分）（9）设计报告。（20分）
项目系统方案理论分析与计算电路与程序设计测试方案与测试结果设计报告结构及规范性总体方案设计锁定放大器各部分指标分析与计算总体电路图程序设计测试数据完整性测试结果分析摘要设计报告正文的结构、图表的规范性总分主要内容满分4644220
3．说明
（1）各信号输入、输出端子必须预留测量端子，以便于测量。（2）要求（1）和（6）中的电阻分压网络的分压比例自定。由于μV级信号常规仪器难以测量，可通过适合加大输入信号幅度的方法，测量并标定其分压比。（2）关于锁定放大器的原理可参考《微弱信号检测》。高晋占编著，清华大学出版社2004年。
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