取樣積分及鎖相放大

1、第一節(jié)第一節(jié) 頻域微弱信號(hào)的檢測(cè)頻域微弱信號(hào)的檢測(cè)相關(guān)檢測(cè)原理相關(guān)檢測(cè)原理鎖定放大器組成電路鎖定放大器組成電路第二節(jié)第二節(jié) 時(shí)域微弱信號(hào)的檢測(cè)時(shí)域微弱信號(hào)的檢測(cè)采樣積分檢測(cè)原理采樣積分檢測(cè)原理多點(diǎn)信號(hào)采樣積分平均器多點(diǎn)信號(hào)采樣積分平均器主要內(nèi)容介紹主要內(nèi)容介紹第一節(jié)第一節(jié) 頻域微弱信號(hào)檢測(cè)頻域微弱信號(hào)檢測(cè)一一 關(guān)于相關(guān)檢測(cè)關(guān)于相關(guān)檢測(cè)相關(guān)檢測(cè)技術(shù)：利用信號(hào)的周期性和噪聲的隨機(jī)性的差別，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)：利用信號(hào)的周期性和噪聲的隨機(jī)性的差別，通過自相關(guān)或互相關(guān)運(yùn)算，達(dá)到去除噪聲的一種技術(shù)。通過自相關(guān)或互相關(guān)運(yùn)算，達(dá)到去除噪聲的一種技術(shù)。自相關(guān)或互相關(guān)運(yùn)算功能可利用現(xiàn)代計(jì)算技自相關(guān)或互相關(guān)運(yùn)算功能可利

2、用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)和微機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，也可以由電子電路來術(shù)和微機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，也可以由電子電路來完成，在檢測(cè)儀器中，常采用后一種技術(shù)。完成，在檢測(cè)儀器中，常采用后一種技術(shù)。自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)1 自相關(guān)函數(shù)的定義自相關(guān)函數(shù)的定義Rxx（）= lim T2T21T(t) (t - ) dtT它表示隨機(jī)信號(hào)它表示隨機(jī)信號(hào)(t)與延時(shí)了時(shí)間間隔與延時(shí)了時(shí)間間隔之后的之后的同一信號(hào)的相關(guān)性。當(dāng)隨機(jī)函數(shù)不包含有周期性同一信號(hào)的相關(guān)性。當(dāng)隨機(jī)函數(shù)不包含有周期性分量時(shí)，分量時(shí)， Rxx（）在）在= 0時(shí)最大，隨時(shí)最大，隨的增加的增加而單調(diào)下降，而單調(diào)下降， 時(shí)，時(shí)， Rxx（）趨近于）趨近于 (t)

3、的平均值的平方，若的平均值的平方，若(t)的平均值為的平均值為0，則，則Rxx（）隨隨 的增大而趨近于的增大而趨近于0。由于噪聲的平均值為。由于噪聲的平均值為0，利用此性質(zhì)，得出噪聲的自相關(guān)函數(shù)接近于利用此性質(zhì)，得出噪聲的自相關(guān)函數(shù)接近于0的結(jié)果的結(jié)果2 互相關(guān)函數(shù)的定義互相關(guān)函數(shù)的定義Rxy（）= lim T2T21T1(t) 2(t - ) dtT它表示兩個(gè)不同的隨機(jī)變量它表示兩個(gè)不同的隨機(jī)變量(如信號(hào)與噪聲如信號(hào)與噪聲)互相獨(dú)立互相獨(dú)立,則則互相關(guān)函數(shù)將是個(gè)常數(shù)互相關(guān)函數(shù)將是個(gè)常數(shù),它等于二隨機(jī)函數(shù)的平均值的乘它等于二隨機(jī)函數(shù)的平均值的乘積積,若一個(gè)平均值為若一個(gè)平均值為 0 (如噪聲如

4、噪聲) 則互相關(guān)函數(shù)處處為則互相關(guān)函數(shù)處處為0?；ハ嚓P(guān)接收法延遲延遲1(t)=Si(t)+n(t)輸入信號(hào)輸入信號(hào)參考信號(hào)參考信號(hào)2(t)=SR(t)乘法器乘法器積分器積分器輸出輸出R12( )Si(t):有用信號(hào)有用信號(hào)n(t):隨機(jī)噪聲信號(hào)隨機(jī)噪聲信號(hào)R12（）= lim T2T21T1(t) 2(t - ) dtTT2T2T21TSi(t) SR(t - ) dt +T= lim T21Tn(t) SR(t - ) dt = RsisR() +RnsR() RsisR()RnsR() 表示參考信號(hào)表示參考信號(hào)SR(t)與噪聲與噪聲n(t)之間的之間的相關(guān)函數(shù)相關(guān)函數(shù),二者無依附性二者無依

5、附性,互不相關(guān)互不相關(guān),積分時(shí)間較積分時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)為長(zhǎng)時(shí)為0。在輸入有用信號(hào)。在輸入有用信號(hào)Si(t)和參考信號(hào)和參考信號(hào)SR(t)的周期一致時(shí)的周期一致時(shí),它們有互相關(guān)輸出它們有互相關(guān)輸出四四 自相關(guān)接收系統(tǒng)自相關(guān)接收系統(tǒng)激勵(lì)正弦激勵(lì)正弦波發(fā)生器波發(fā)生器傳感器傳感器延遲延遲Si（t）n（t）乘法器乘法器1(t)=Si（t）+n（t）1(t)2(t)=SR（t - ）SR（t）R12( )設(shè)設(shè)Si(t)=VsmCOSt , SR(t)=VRmCOS(t+ )=(VsmVRm)/2 COS(）這是一個(gè)不衰減的周期函數(shù)，是可測(cè)的。說明相關(guān)接這是一個(gè)不衰減的周期函數(shù)，是可測(cè)的。說明相關(guān)接收法能有效去除

6、隨機(jī)噪聲，使輸出信噪比提高許多。收法能有效去除隨機(jī)噪聲，使輸出信噪比提高許多。實(shí)際的相關(guān)接收電路是相敏檢波器與低通濾波器的結(jié)合實(shí)際的相關(guān)接收電路是相敏檢波器與低通濾波器的結(jié)合RsisR()=limT1/TT2T2 VsmCOS(t) VRmCOS(t+ )dt五五 相敏檢波器相敏檢波器（Phase Sansitive DelecterPhase Sansitive Delecter）-1+1Vs輸入信號(hào)輸入信號(hào)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路參考電壓參考電壓VRLPFVO低通低通VP-1+1Vs輸入信號(hào)輸入信號(hào)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路參考電壓參考電壓VRLPFVO低通低通VPVRtVstVptVO同相

7、同相VO0VRtVstVptVO反相反相VO0VRtVstVpt相位差相位差=900 ，VO=0當(dāng)相位差為任意當(dāng)相位差為任意，VO=VSCOS六六 相敏檢波器抑制低頻干擾相敏檢波器抑制低頻干擾VRt參考電壓參考電壓低頻干擾低頻干擾VNPSD輸出輸出VPttVP經(jīng)過低通經(jīng)過低通濾波器后，濾波器后，不產(chǎn)生輸出，不產(chǎn)生輸出，說明能夠抑說明能夠抑制低頻干擾制低頻干擾信號(hào)信號(hào)七七 相敏檢波器對(duì)高頻干擾的抑制相敏檢波器對(duì)高頻干擾的抑制f3f參考平均值f4f參考平均值=0八八 結(jié)論結(jié)論相關(guān)接收能有效抑制噪聲，提取有用信號(hào)相關(guān)接收能有效抑制噪聲，提取有用信號(hào)相關(guān)接收是一種高相關(guān)接收是一種高Q值帶通濾波器值帶通

8、濾波器 相關(guān)接收的輸出是直流信號(hào)相關(guān)接收的輸出是直流信號(hào)相關(guān)接收不僅可鑒頻，還可以鑒相相關(guān)接收不僅可鑒頻，還可以鑒相5 相關(guān)接收對(duì)齊次諧波不能完全去除，但已大大減小相關(guān)接收對(duì)齊次諧波不能完全去除，但已大大減小鎖定放大器（鎖定放大器（Lock-in AmplifierLock-in Amplifier）電路）電路鎖定放大器是以相關(guān)檢測(cè)原理為基礎(chǔ)的信號(hào)處理電鎖定放大器是以相關(guān)檢測(cè)原理為基礎(chǔ)的信號(hào)處理電路，它能檢測(cè)出極其微弱的有用信號(hào)，可低于路，它能檢測(cè)出極其微弱的有用信號(hào)，可低于1nVA1低噪聲前低噪聲前置放大器置放大器帶通帶通濾波器濾波器與與衰減器衰減器A2交流交流放大器放大器積分器積分器與直流

9、與直流放大器放大器觸發(fā)觸發(fā)電路電路可調(diào)可調(diào)移相器移相器方波方波發(fā)生器發(fā)生器參考輸入?yún)⒖驾斎胄盘?hào)輸入信號(hào)輸入直流輸出直流輸出1 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖2 2 原理圖例原理圖例R7 30kAACA2A1A3交流放大器交流放大器C1 33uFC2 0.01uFR1 10kR2 20kR3 6.8kC3 33uFC4 0.01uF+-R4 30kR5 30kR6 15kR8 100kD1D2T1T2R9 100k100k 100k1M1uF參考輸入?yún)⒖驾斎?倍反相放大器倍反相放大器低通濾波器低通濾波器相敏檢波器相敏檢波器第二節(jié)第二節(jié) 時(shí)域微弱信號(hào)檢測(cè)時(shí)域微弱信號(hào)檢測(cè)利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)解決頻域信號(hào)的高靈敏度和窄帶利

10、用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)解決頻域信號(hào)的高靈敏度和窄帶化接收問題，起到去除噪聲的作用。但有時(shí)需要了化接收問題，起到去除噪聲的作用。但有時(shí)需要了解真實(shí)信號(hào)的波形形狀，比如，在調(diào)試放大器時(shí)，解真實(shí)信號(hào)的波形形狀，比如，在調(diào)試放大器時(shí)，我們不但用電壓表測(cè)輸入輸出信號(hào)的大小，求出其我們不但用電壓表測(cè)輸入輸出信號(hào)的大小，求出其放大倍數(shù)，還要用示波器看波形的形狀，判斷是否放大倍數(shù)，還要用示波器看波形的形狀，判斷是否有飽和或截止失真。這就是時(shí)域分析重要意義。有飽和或截止失真。這就是時(shí)域分析重要意義。一一 采樣積分檢測(cè)原理采樣積分檢測(cè)原理123N設(shè)信號(hào)是周期的設(shè)信號(hào)是周期的2 用一個(gè)采樣時(shí)間極短的采樣用一個(gè)采樣時(shí)間極短的

11、采樣/保持器周期地對(duì)其采樣保持器周期地對(duì)其采樣若信號(hào)是無噪聲的穩(wěn)定的周期信號(hào)，則每次采到的數(shù)值不變，亦即它若信號(hào)是無噪聲的穩(wěn)定的周期信號(hào)，則每次采到的數(shù)值不變，亦即它的積分平均值仍為該信號(hào)此時(shí)刻的瞬時(shí)值；的積分平均值仍為該信號(hào)此時(shí)刻的瞬時(shí)值；若信號(hào)混雜有隨機(jī)噪聲，則各次采樣值有可能偏離有用信號(hào)的瞬時(shí)值，若信號(hào)混雜有隨機(jī)噪聲，則各次采樣值有可能偏離有用信號(hào)的瞬時(shí)值，但如果將保持電容但如果將保持電容CH取得足夠大，起積分平均做用，則噪聲的影響取得足夠大，起積分平均做用，則噪聲的影響就會(huì)減弱，且采集的次數(shù)越多，噪聲的平均值越小，就會(huì)減弱，且采集的次數(shù)越多，噪聲的平均值越小，N足夠大，噪聲足夠大，噪聲

12、為為0，但穩(wěn)定的有用信號(hào)不會(huì)受到積分平均的影響。，但穩(wěn)定的有用信號(hào)不會(huì)受到積分平均的影響。N值取得越大，值取得越大，一次檢測(cè)需要的波形個(gè)數(shù)越多，即要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間，提取有用信號(hào)一次檢測(cè)需要的波形個(gè)數(shù)越多，即要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間，提取有用信號(hào)波形的效果是以延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間為代價(jià)的。波形的效果是以延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間為代價(jià)的。對(duì)周期性波形固定位置采樣對(duì)周期性波形固定位置采樣一 采樣積分檢測(cè)原理（續(xù)）另外，應(yīng)在一個(gè)周期內(nèi)采集多個(gè)點(diǎn)，比如沿波形采集另外，應(yīng)在一個(gè)周期內(nèi)采集多個(gè)點(diǎn)，比如沿波形采集M點(diǎn)點(diǎn),點(diǎn)點(diǎn)數(shù)越多，其復(fù)現(xiàn)的越好，但增加了系統(tǒng)復(fù)雜性。測(cè)量波形上數(shù)越多，其復(fù)現(xiàn)的越好，但增加了系統(tǒng)復(fù)雜性。測(cè)量波形上的一個(gè)點(diǎn)要

13、一個(gè)積分器。的一個(gè)點(diǎn)要一個(gè)積分器。對(duì)于對(duì)于N次積累后，采樣積分器的信噪比改善系數(shù)為：次積累后，采樣積分器的信噪比改善系數(shù)為： SNIR=（S/N)o/（S/N)i=N（S/N)o：輸出信號(hào)：輸出信號(hào)信噪比信噪比 （S/N)i：輸入信號(hào)：輸入信號(hào)信噪比信噪比也就是說，積分器對(duì)也就是說，積分器對(duì)N次采集信號(hào)（包括噪聲次采集信號(hào)（包括噪聲n和有用信號(hào)和有用信號(hào)s），），進(jìn)行線性積分累積過程中，對(duì)進(jìn)行線性積分累積過程中，對(duì)s的累積結(jié)果為的累積結(jié)果為Ns，對(duì)噪聲的，對(duì)噪聲的累積結(jié)果為累積結(jié)果為 n，因?yàn)?，因?yàn)閚次的噪聲求和應(yīng)當(dāng)服從于均方根次的噪聲求和應(yīng)當(dāng)服從于均方根和法則，故積分器的輸出和法則，故積分器

14、的輸出信噪比信噪比（S/N)O=Ns/ n= s/n= (S/N)NNNN多點(diǎn)信號(hào)采樣積分平均器原理圖多點(diǎn)信號(hào)采樣積分平均器原理圖將一個(gè)波形分成將一個(gè)波形分成M個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn),用用M個(gè)積分器對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分平均，在輸入觸發(fā)脈沖個(gè)積分器對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分平均，在輸入觸發(fā)脈沖作用下，邏輯電路發(fā)出作用下，邏輯電路發(fā)出t1，t2，t3，tM順序控制脈沖，通過模擬開關(guān)順序控制脈沖，通過模擬開關(guān)S1，S2，S3, .SM,順序?qū)㈨樞驅(qū)1，C2，C3， CM接通，則接通，則C1，C2，C3， CM上存儲(chǔ)了一個(gè)波形上上存儲(chǔ)了一個(gè)波形上M個(gè)點(diǎn)一次檢測(cè)的瞬時(shí)電壓值。繼續(xù)進(jìn)行對(duì)個(gè)點(diǎn)一次檢測(cè)的瞬時(shí)電壓值。繼續(xù)進(jìn)行對(duì)N個(gè)波形的類

15、個(gè)波形的類似的檢測(cè)與積分平均，似的檢測(cè)與積分平均，C1CM上的各電壓值就十分接近有用信號(hào)波形的各點(diǎn)上的各電壓值就十分接近有用信號(hào)波形的各點(diǎn)瞬時(shí)值了，而噪聲卻被抑制掉了。隨著電子器件的發(fā)展，多點(diǎn)信號(hào)平均器的瞬時(shí)值了，而噪聲卻被抑制掉了。隨著電子器件的發(fā)展，多點(diǎn)信號(hào)平均器的采樣點(diǎn)數(shù)可達(dá)采樣點(diǎn)數(shù)可達(dá)2048點(diǎn)。這種抑制噪聲的方案適用于處理頻率較低的信號(hào)。點(diǎn)。這種抑制噪聲的方案適用于處理頻率較低的信號(hào)。觸發(fā)觸發(fā)采樣時(shí)間邏輯控制電路采樣時(shí)間邏輯控制電路123MRS1S2S3SMC1C2C3CM.t1t2t3tMA1A2輸出輸出輸入輸入觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入(與輸入信號(hào)同頻與輸入信號(hào)同頻)多點(diǎn)信號(hào)采樣積分平均器

16、電路組成結(jié)構(gòu)圖多點(diǎn)信號(hào)采樣積分平均器電路組成結(jié)構(gòu)圖由觸發(fā)器、由觸發(fā)器、M倍頻器、二進(jìn)制計(jì)倍頻器、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器以及數(shù)器以及M路譯碼器等數(shù)字電路路譯碼器等數(shù)字電路組成采樣時(shí)序控制電路，產(chǎn)生組成采樣時(shí)序控制電路，產(chǎn)生1，2，3，,M各點(diǎn)的順序門控脈各點(diǎn)的順序門控脈沖沖,它們使它們使S1,S2,S3SM在一個(gè)輸在一個(gè)輸入信號(hào)周期內(nèi)均勻地掃描一遍入信號(hào)周期內(nèi)均勻地掃描一遍,將將M點(diǎn)波形瞬時(shí)值分別存儲(chǔ)在點(diǎn)波形瞬時(shí)值分別存儲(chǔ)在C1，C2，C3， CM中中,進(jìn)行累積平進(jìn)行累積平均均.只要掃描觸發(fā)信號(hào)與有用信號(hào)只要掃描觸發(fā)信號(hào)與有用信號(hào)同步好同步好,顯示的波形就穩(wěn)定和清晰顯示的波形就穩(wěn)定和清晰A1A2A3觸發(fā)觸

17、發(fā)M倍頻器倍頻器二進(jìn)制二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器.C1C2C3CM模擬多路選通器R1R2M路門控信路門控信號(hào)譯碼電路號(hào)譯碼電路1,2,3,.,M觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入信號(hào)輸入信號(hào)輸入輸出放大器通用示波器同步掃描觸發(fā)信號(hào)輸入放大器輸入放大器+_用用CD4046CD4046組成的鎖相倍頻器組成的鎖相倍頻器這是一個(gè)倍頻系數(shù)為這是一個(gè)倍頻系數(shù)為4的倍頻器，倍頻系數(shù)等于分頻系數(shù)的倍頻器，倍頻系數(shù)等于分頻系數(shù)CD404667VDD16輸入輸入fi14VDDEnR21647811/2CD4520二進(jìn)計(jì)數(shù)器二進(jìn)計(jì)數(shù)器（分頻器）（分頻器）56pF913118341M1F10K輸出輸出fO4分頻分頻8 8點(diǎn)信號(hào)平均器實(shí)驗(yàn)電路圖

18、點(diǎn)信號(hào)平均器實(shí)驗(yàn)電路圖A1A2A3CD40516V16.C1C2C3C8012713141548*2.2FVDDOUT3VEE-6VQ1Q2Q3711109345+6V16278CKCD4046100P6716431M1F10K1158139168A4A5141N414810K+_+_+_100K10K1.1K10K_+1F過零比較器參考通道放大器參考輸入信號(hào)輸入人為噪聲輸入5.1K5.1K10K3.6K1/2LF3531/2LF35310K10K10K10K5.1K1/2LF353前置放大器前置放大器積分平均器積分平均器輸出放大器輸出放大器BACINHVSS+_輸出輸出CD4051:八選一多

19、路模擬開關(guān)八選一多路模擬開關(guān)內(nèi)部配置有內(nèi)部配置有3/8譯碼器譯碼器CD4520:二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1N4148:起負(fù)電壓限幅作用起負(fù)電壓限幅作用本圖參數(shù)適合于測(cè)量本圖參數(shù)適合于測(cè)量100Hz-1kHz的信號(hào)的信號(hào)CD4520BOXCARBOXCAR積分器（單點(diǎn)采樣積分積分器（單點(diǎn)采樣積分器）器）A1S1RC輸出輸出VO步進(jìn)采樣步進(jìn)采樣脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器T參考輸入?yún)⒖驾斎胄盘?hào)輸入信號(hào)輸入放大器放大器積分器積分器tGVC1 模擬開關(guān)模擬開關(guān)S1控制著控制著RC積分網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入信號(hào)積分網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入信號(hào)Vi的采樣。的采樣。 S1導(dǎo)通時(shí)間由采樣脈沖導(dǎo)通時(shí)間由采樣脈沖tG的寬度決定，的寬度決定，tG是

20、可選定的是可選定的2 步進(jìn)采樣脈沖發(fā)生器在采樣信號(hào)觸發(fā)下，產(chǎn)生門控信號(hào)步進(jìn)采樣脈沖發(fā)生器在采樣信號(hào)觸發(fā)下，產(chǎn)生門控信號(hào)VC3 設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要滿足選定門控信號(hào)寬度設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要滿足選定門控信號(hào)寬度tG，另一方面，另一方面 還要使還要使tG相對(duì)參考脈沖或輸入信號(hào)相對(duì)參考脈沖或輸入信號(hào)Vi能發(fā)生線性的移動(dòng)能發(fā)生線性的移動(dòng)4 參考輸入的脈沖周期和輸入信號(hào)的周期相同參考輸入的脈沖周期和輸入信號(hào)的周期相同采樣脈沖步進(jìn)移動(dòng)示意圖采樣脈沖步進(jìn)移動(dòng)示意圖123tGt2tVi輸入輸入信號(hào)信號(hào)VC門控門控信號(hào)信號(hào)ttAAA”在第一個(gè)輸入波形第一次在第一個(gè)輸入波形第一次觸發(fā)后，產(chǎn)生觸發(fā)后，產(chǎn)生1號(hào)采樣脈號(hào)采樣脈沖

21、；在第二個(gè)輸入波形第沖；在第二個(gè)輸入波形第二次觸發(fā)后，產(chǎn)生二次觸發(fā)后，產(chǎn)生2號(hào)采號(hào)采樣脈沖；兩采樣脈沖間隔樣脈沖；兩采樣脈沖間隔T+t，以后每一個(gè)采樣脈，以后每一個(gè)采樣脈沖推后沖推后t形成了形成了tG周期地周期地掃描輸入波形掃描輸入波形Vi效果。效果。VittGABC設(shè)計(jì)電路時(shí)，設(shè)計(jì)電路時(shí)，t比比tG小很多，設(shè)小很多，設(shè)NS= tG/ t ， tG是采樣門每次開通的時(shí)間，在此期間積分是采樣門每次開通的時(shí)間，在此期間積分器對(duì)輸入信號(hào)器對(duì)輸入信號(hào)Vi進(jìn)行積分累積。由于這個(gè)窗進(jìn)行積分累積。由于這個(gè)窗口比較寬，而窗口的移動(dòng)速度又比較慢（每口比較寬，而窗口的移動(dòng)速度又比較慢（每次次t），所以由這個(gè)窗口觀

22、察到的波形有相），所以由這個(gè)窗口觀察到的波形有相當(dāng)多的部分是多次重疊的，采樣門的前沿從當(dāng)多的部分是多次重疊的，采樣門的前沿從A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，點(diǎn)，Vi上上B點(diǎn)將被重復(fù)觀察到點(diǎn)將被重復(fù)觀察到NS=tG/ t 次，即積分器對(duì)輸入波形次，即積分器對(duì)輸入波形B點(diǎn)的瞬時(shí)點(diǎn)的瞬時(shí)值將進(jìn)行值將進(jìn)行NS 次的積分平均，意味著隨機(jī)噪聲成次的積分平均，意味著隨機(jī)噪聲成分大為減少，而分大為減少，而SNIR= = tG/ t NSBOXCARBOXCAR積分器測(cè)試一個(gè)完整波形的時(shí)間積分器測(cè)試一個(gè)完整波形的時(shí)間123tGt2tVi輸入輸入信號(hào)信號(hào)VC門控門控信號(hào)信號(hào)ttAAA”實(shí)際上實(shí)際上， t 一個(gè)接一個(gè)發(fā)生，

23、被檢測(cè)的波形一個(gè)接一個(gè)發(fā)生，被檢測(cè)的波形Vi上任何一點(diǎn)上任何一點(diǎn)都受到了上述這種積分平均處理，積分器的輸出波形對(duì)應(yīng)輸都受到了上述這種積分平均處理，積分器的輸出波形對(duì)應(yīng)輸入的有用信號(hào)，而隨機(jī)噪聲信號(hào)則被積分平均作用抑制掉了。入的有用信號(hào)，而隨機(jī)噪聲信號(hào)則被積分平均作用抑制掉了。BOXCAR積分器測(cè)量完一個(gè)完整的波形周期積分器測(cè)量完一個(gè)完整的波形周期T所需時(shí)間所需時(shí)間Tt:設(shè)一個(gè)周期波形被分割成設(shè)一個(gè)周期波形被分割成M個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn),每一個(gè)點(diǎn)所屬的區(qū)域?qū)挾让恳粋€(gè)點(diǎn)所屬的區(qū)域?qū)挾葘?duì)應(yīng)一個(gè)窗口寬度對(duì)應(yīng)一個(gè)窗口寬度tG,每一個(gè)點(diǎn)的積分平均次數(shù)為每一個(gè)點(diǎn)的積分平均次數(shù)為NS,而每輸而每輸入一個(gè)被測(cè)波形只產(chǎn)生一次步進(jìn)入一個(gè)被測(cè)波形只產(chǎn)生一次步進(jìn),tG窗口移動(dòng)窗口移動(dòng)t,則則Tt=MNST如如:被測(cè)信號(hào)被測(cè)信號(hào)1KHz,分成分成100個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn),每點(diǎn)積分平均每點(diǎn)積分平均100次次,那么那么:Tt=100*100*1/1000=10(S) ,說明用說明用10S時(shí)間才能測(cè)完一個(gè)時(shí)間才能測(cè)完一個(gè)1KHz的周期波形的周期波形,其其SNIR=10,是以時(shí)間為代價(jià)是以時(shí)間為代價(jià),換取積分平均的效果換取積分平均的效果.BOXCARBOXCAR積分器的另一種用途積分器的另一種用途上述的