鎖相放大技術(shù)在蓄電池內(nèi)阻檢測(cè)中的應(yīng)用

時(shí)間：2023-05-01 12:19:15 電子通信論文我要投稿

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摘要：介紹了鎖相放大技術(shù)的基本原理以及采用交流注入法在線測(cè)量蓄電池內(nèi)阻的裝置，詳細(xì)介紹了該裝置的工作大批量采用鎖相放大技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)阻測(cè)量實(shí)際電路。在該裝置中通過(guò)采用平衡調(diào)制解調(diào)芯片AD630有效地抑制了噪聲和干擾，并且簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：蓄電池內(nèi)阻交流注入法鎖相放大 AD630

國(guó)內(nèi)外的科研人員通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蓄電池的內(nèi)阻與容量有著密切的關(guān)系，根據(jù)蓄電池內(nèi)阻的大小可以電池的性能。用內(nèi)阻檢測(cè)法判定蓄電池性能，實(shí)現(xiàn)維護(hù)密封鉛酸蓄電池的在線維護(hù)，是目前人參認(rèn)的蓄電池維護(hù)的最佳方案之一。

蓄電池的內(nèi)阻一般都很小，滿容量時(shí)，內(nèi)阻一般為幾毫歐，甚至零點(diǎn)幾毫歐（一般400Ah的2V蓄電池內(nèi)阻大約為0.5毫歐左右），因此內(nèi)阻法在實(shí)現(xiàn)時(shí)有較大的技術(shù)難度。另外，充電機(jī)會(huì)產(chǎn)生很大的干擾，環(huán)境的噪聲也是不可忽視的，再加上內(nèi)阻否則微弱，所以如何有效地抑制干擾也就成了內(nèi)阻測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)。

在研究中發(fā)現(xiàn)，采用鎖相放大技術(shù)可以有效地抑制干擾和，并使得內(nèi)阻的測(cè)量變得非常簡(jiǎn)單且測(cè)量速度快、成本低廉。

圖1

1 鎖相放大的基本原理

鎖相放大的基本原理框圖如圖1所示。

由于被檢測(cè)的信號(hào)很微弱，而噪聲和干擾卻很強(qiáng)，所以被檢測(cè)的信號(hào)應(yīng)進(jìn)行放大和濾波處理，以濾除通帶以外的噪聲和干擾。參考信號(hào)的作用是提供一個(gè)與輸入信號(hào)同頻的方波或正弦波。相敏檢波的作用是對(duì)輸入信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而得到輸入信號(hào)與參考信號(hào)的和頻與差頻信號(hào)。后續(xù)的低通濾波的作用是濾除和頻分量，這時(shí)的等效噪聲帶寬很窄，極強(qiáng)地抑制了輸入噪聲。

輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)相敏檢波和低通濾波后，將交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，直流信號(hào)經(jīng)直流放大器放大后，即可滿足系統(tǒng)的增益要求。

2 鎖相放大器中的信號(hào)相關(guān)原理

設(shè)X（t）是伴有噪聲的周期信號(hào)，即：

X（t）=S(t)+N（t）=Asin(ωt+ψ)+N(t)

其中，S（t）為有用信號(hào)，其幅值為A，角頻率為ω，初相角為ψ，N（t）為隨機(jī)噪聲。

參考正弦信號(hào)為：

Y（t）=Bsinω(t+τ)

其中，τ是時(shí)間位移。則兩者的相關(guān)函數(shù)為：

由于參考信號(hào)Y(t)與隨機(jī)噪聲N（t）互不相關(guān)，所以Rny(τ)=0，于是就有：

Rxy(τ)=（AB/2）cos(ωτ+ψ)

從而得出Rxy(τ)正比于有用信號(hào)的幅值。

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