基于TMS320F2812的數(shù)字鎖定放大器設(shè)計(jì)

1引言
    數(shù)字鎖定放大器相比模擬鎖定放大器具有穩(wěn)定、精度高等特點(diǎn)[1]，在頻率掃描中有明顯的優(yōu)點(diǎn)。基于TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）技術(shù)采用頻率調(diào)制技術(shù)向激光二極管注入正弦波電流進(jìn)行頻率調(diào)制，用調(diào)制頻率的倍頻信號(hào)作為參考信號(hào)，用鎖定放大器鎖定所關(guān)心的二次諧波信號(hào)，采用DSP設(shè)計(jì)的鎖定放大器用于二次諧波檢測(cè)使測(cè)量系統(tǒng)有極高的靈敏度、精確的分辨率以和較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。
2數(shù)字鎖定放大器原理

      數(shù)字鎖定放大器DLIA的原理框圖及算法如圖1所示。     

圖1系統(tǒng)框圖

由圖1即可運(yùn)用DSP數(shù)字鎖定放大器的軟件設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)流程如圖2所示：

圖2 數(shù)字鎖放軟件流程

鎖定算法程序如下：

Void main()

{

………..                //系統(tǒng)初始化，變量定義及初始化，略

//產(chǎn)生頻率為f Hz（此處為激光信號(hào)二次諧波頻率）的參考正弦和參考余弦.

RefWave(f);          

       Sigfilt();                //運(yùn)用TI提供的濾波器庫(kù)濾除噪聲

       Correlate();            //相關(guān)運(yùn)算

       lpf();

       AmpCalc();

       PhaCalc();

        ……….                 //后續(xù)處理：顯示輸出、反饋控制量等

}

其中生成參考信號(hào)和相關(guān)計(jì)算子程序如下：

void RefWave(f)

{

        for(i=0; i<f; i++)

        {

               x = _IQ(PI*i/10);          //據(jù)本文公式(2)產(chǎn)生參考，N的值為20

               sinx[i] = _IQsin(x);              //采用Q格式運(yùn)算，因?yàn)?812為定點(diǎn)DSP

               cosx[i] = _IQcos(x);

        }

}

void Correlate()

{

for(i=0; i<n;  i++)                      //n為積分時(shí)間的樣點(diǎn)數(shù)

{  &