基于现场可编程门阵列 (FPGA) 的锁定放大器系统与信号增强:对高级测量应用程序的设计进行全面审查.

科学领域:

• 电气工程 电气工程
• 测量科学 测量科学 测量科学
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 锁定放大器 (LIA) 对于从噪声数据中提取弱信号至关重要.
• 信号处理和硬件方面的进步使得在具有挑战性的环境中能够准确地提取信号.
• 生物电阻测量在医疗保健中对于生物组织的非侵入性分析至关重要.

研究的目的:

• 审查使用现场可编程门阵列 (FPGA) 设计的数字LIA参考信号中的高频分辨率和精确相位检测技术.
• 提供对单相和双相数字LIA架构的见解,以提高测量精度.
• 引入一种新的方法来改进LIA的无假动态范围 (SFDR).

主要方法:

• 对数字LIA架构的现有技术进行全面审查.
• 对用于LIA参考信号处理的现场可编程门阵列 (FPGA) 设计的分析.
• 开发和评估一种新的方法来增强无假动态范围 (SFDR).

主要成果:

• 详细审查单相和双相数字LIA架构及其精度.
• 确定基于FPGA的LIA中高频分辨率和相位检测的关键技术.
• 展示了一种新的方法,可以显著提高LIA的无假动态范围 (SFDR).

结论:

• 数字LIA,特别是与FPGA实现的LIA,为信号提取提供了先进的精度.
• 提议的增强SFDR的方法可以提高复杂测量系统中的LIA性能.
• 高性能LIA对于各种应用至关重要,包括先进的生物电阻测量.