1.一种基于频域信号窄带化的uV级微弱信号检测教学箱，其特征在于，包括箱体、供电模块、主控制单元、信号产生电路、信号通道、相敏检波模块、后级调理电路和数据采样显示模块，信号产生电路、信号通道、相敏检波模块、后级调理电路和数据采样显示模块依次串联，数据采样显示模块电连接主控制单元，供电模块电连接主控制单元、信号产生电路、信号通道、相敏检波模块、后级调理电路和数据采样显示模块；

信号产生电路包括基于数字频率合成的FPGA芯片和前级调理电路，前级调理电路包括增益受控放大电路、高度比较器电路、电压调整电路、整流滤波电路和高速放大电路，增益受控放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C10和VCA824芯片，FPGA芯片的输出端电连接P1接口，VCA824芯片的5号引脚串联电阻R2后连接VCA824芯片的4号引脚，电阻R1串联电容C1后并联在电阻R2两端，VCA824芯片的

6号引脚串联电阻R4后接地，VCA824芯片的3号引脚电连接P1接口，VCA824芯片的3号引脚串联电阻R6后接地，VCA824芯片的12号引脚串联电阻R3后连接VCA824芯片的10号引脚，VCA824芯片的10号引脚串联电阻R5，VCA824芯片的13号引脚、VCA824芯片的1号引脚和VCA824芯片的14号引脚均电连接供电模块的VCC端，VCA824芯片的7号引脚和VCA824芯片的

8号引脚电连接供电模块的VSS端，VCA824芯片的11号引脚接地，VCA824芯片的9号引脚串联电容C10后接地，电阻R7并联在电容C10两端，VCA824芯片的2号引脚连接电压调整电路，VCA824芯片的10号引脚串联电阻R5后连接高度比较器电路和高速放大电路；

高度比较器电路包括滑动电阻R8、电阻R11、电阻R12、J3排针、电感L1、J1排针、J2排针和AD8561芯片，供电模块的VCC端串联滑动电阻R8后接地，滑动电阻R8的滑动端电连接J3排针的2号引脚，J3排针的1号引脚电连接AD8561芯片的IN‑引脚，J3排针的1号引脚串联电阻R11后接地，供电模块的VSS端电连接AD8561芯片的VCC‑引脚，VCA824芯片的10号引脚串联电阻R5和电阻R12后连接AD8561芯片的IN+引脚，供电模块的VCC端电连接AD8561芯片的VCC+引脚，AD8561芯片的EN引脚连接AD8561芯片的GND引脚，AD8561芯片的EN引脚电连接电感L1后接地，J1排针的1号引脚和J1排针的2号引脚接地，J2排针的1号引脚和J2排针的2号引脚接地，AD8561芯片的Qout引脚连接整流滤波电路；

电压调整电路包括电阻R14、电阻R16、电容C16、电阻R19、电阻R20、电阻R22、运算放大器U3A和运算放大器U3B，VCA824芯片的2号引脚串联电阻R14后连接运算放大器U3A的1号引脚，VCA824芯片的2号引脚串联电容C16后接地，运算放大器U3A的1号引脚串联电阻R16后连接运算放大器U3A的2号引脚，运算放大器U3A的8号引脚连接供电模块的VCC端，运算放大器U3A的2号引脚串联电阻R22后连接运算放大器U3B的7号引脚，运算放大器U3A的3号引脚串联串联电阻R19后接地，运算放大器U3A的4号引脚连接供电模块的VSS端，运算放大器U3A的

3号引脚串联电阻R20后连接供电模块的VCC端，运算放大器U3B的7号引脚连接运算放大器U3B的6号引脚，运算放大器U3B的5号引脚连接整流滤波电路；

整流滤波电路包括二极管D3、电阻R15、电阻R13和电容C12，运算放大器U3B的5号引脚串联电阻R13后接地， AD8561芯片的Qout引脚依次串联二极管D3、电阻R15和电容C12后接地，电容C12并联在电阻R13两端；

高速放大电路包括OPA690芯片、电阻R17、电阻R18和P2接口，VCA824芯片的10号引脚串联电阻R5后连接OPA690芯片的+IN引脚，OPA690芯片的‑IN引脚串联电阻R17和电阻R18后连接P2接口，电阻R17和电阻R18之间的节点连接OPA690芯片的VOUT引脚，OPA690芯片的DIS引脚连接OPA690芯片的+Vs引脚，OPA690芯片的+Vs引脚连接供电模块的VCC端，P2接口连接信号通道；运算放大器U3A和运算放大器U3B组合成NE5532AP型号的双运放；

信号通道包括分压继电器一、电压跟随器一、分压继电器二、电压跟随器二、加法器、仪用放大器和带通滤波器，P2接口分别连接分压继电器一和分压继电器二，分压继电器一电连接电压跟随器一，分压继电器二电连接电压跟随器二，电压跟随器一和电压跟随器二电连接加法器；

加法器包括电阻R39、电阻R40、电阻R35、电阻R72、运算放大器U12、极性电容CD1、电容C14、电容C6和极性电容CD4，电压跟随器一的输出端串联电阻R40后连接运算放大器U12的2号引脚，电压跟随器二的输出端串联电阻R39后连接运算放大器U12的2号引脚，运算放大器U12的2号引脚串联电阻R72后连接运算放大器U12的6号引脚，运算放大器U12的3号引脚串联电阻R35后接地，运算放大器U12的6号引脚连接仪用放大器；运算放大器U12的7号引脚+

5V供电，运算放大器U12的7号引脚串联极性电容CD1后接地，电容C14并联在电容CD1两端，运算放大器U12的4号引脚串联电容C6后接地，极性电容CD4并联在电容C6两端，运算放大器U12的4号引脚‑5V供电；

带通滤波器包括排针P5、排针P10、运算放大器U7、运算放大器U8、电阻R10、电阻R24、电阻R23、电容C17和电容C15，仪用放大器的输出端连接运算放大器U7的3号引脚和排针P5，运算放大器U7的2号引脚连接运算放大器U7的6号引脚，运算放大器U7的6号引脚串联电阻R24和电容C17后连接运算放大器U8的2号引脚，电阻R24和电容C17之间的节点串联电阻R23后接地，电阻R24和电容C17之间的节点串联电容C15后连接运算放大器U8的6号引脚，运算放大器U8的2号引脚串联电阻R10后连接运算放大器U8的6号引脚，运算放大器U8的6号引脚连接排针P10；

仪用放大器包括排针P15、排针P19、电阻R24、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R25、运算放大器U9、运算放大器U11和运算放大器U10，运算放大器U12的6号引脚连接排针P15，运算放大器U12的6号引脚连接串联电阻R27后运算放大器U9的3号引脚，运算放大器U9的2号引脚串联电阻R28和电阻R29后接运算放大器U11的6号引脚，运算放大器U9的2号引脚串联电阻R24后连接运算放大器U9的6号引脚，运算放大器U9的6号引脚串联电阻R26后连接运算放大器U10的2号引脚，电阻R28和电阻R29之间的节点连接运算放大器U11的2号引脚，运算放大器U11的3号引脚串联电阻R31后接地，运算放大器U11的6号引脚串联电阻R30和电阻R32后接地，电阻R30和电阻R32之间的节点连接运算放大器U10的3号引脚，运算放大器U10的2号引脚串联电阻R25后连接运算放大器U10的6号引脚，运算放大器U10的6号引脚即仪用放大器的输出端连接带通滤波器中运算放大器U7的3号引脚；

相敏检波模块包括排针P4、排针P20、电阻R21、电阻R33、运算放大器U2和CD4051芯片，排针P20的1号引脚连接2号引脚，运算放大器U8的6号引脚连接排针P20的1号引脚和CD4051芯片的14号引脚，运算放大器U8的6号引脚串联电阻R21后连接运算放大器U2的2号引脚，运算放大器U2的2号引脚串联电阻R3后连接运算放大器U2的6号引脚，运算放大器U2的3号引脚串联电阻R33后接地，FPGA输出方波信号的输出端连接排针P4和CD4051芯片的11引脚，运算放大器U2的6号引脚连接CD4051芯片的13号引脚，CD4051芯片的3号引脚输出至后级调理电路；

还包括电容C5、极性电容CD3、极性电容CD11、电容C13、极性电容CD12、电容C4、电容C8和极性电容CD2，运算放大器U2的7号引脚连接+5V，运算放大器U2的7号引脚连接电容CD12后接地，电容C4并联在极性电容CD12两端，运算放大器U2的4号引脚串联电容C8后接地，极性电容CD2并联在电容C8上，CD4051芯片的16号引脚串联电容C5后接地，极性电容CD3并联在电容C5上，CD4051芯片的7号引脚串联电容C13后接地，极性电容CD11并联在电容C13上；

后级调理电路包括低通滤波电路和直流放大电路，

低通滤波电路包括运算放大器U3、电阻R34、电阻R36、电容C18、电容C9、电容C3、极性电容CD5、电容C19和极性电容CD6，CD4051芯片的3号引脚串联电阻R34和电阻R36后连接运算放大器U3的3号引脚，运算放大器U3的3号引脚串联电容C9后接地，运算放大器U3的2号引脚连接运算放大器U3的6号引脚，电阻R34和电阻R36之间的节点串联电容C18后连接运算放大器U3的6号引脚，运算放大器U3的4号引脚串联电容C19后接地，极性电容CD6并联在电容C19两端，运算放大器U3的6号引脚连接直流放大电路；

直流放大电路包括电阻R9、电阻R41、电阻R11和运算放大器U4，运算放大器U3的6号引脚串联电阻R9后连接运算放大器U4的2号引脚，运算放大器U4的2号引脚串联电阻R41后连接运算放大器U4的6号引脚，运算放大器U4的3号引脚串联电阻R11后接地，运算放大器U4的

6号引脚连接数据采样显示模块；

直流放大电路还包括极性电容CD7、电容C11、电容C27和极性电容CD8，运算放大器U4的

7号引脚+5V供电，运算放大器U4的7号引脚串联极性电容CD7后接地，电容C11并联在极性电容CD7两端，运算放大器U4的4号引脚串联电容C12后接地，极性电容CD8并联在电容C12上；

相敏检波模块中：电容C5 =电容C4=电容C8和/或极性电容CD3=极性电容CD11=极性电容CD12=极性电容CD2；

以STM32作为系统的控制核心，通过操作矩阵键盘即可完成所有的设置和测量；

结合强噪声下有效检测、装置造价以及教学简单实用性的要求,再结合高精度16位AD模块ADS1115、12864液晶屏和无线传输模块NRF24L01；

无线模块NRF24L01，能够在实践课程当中将所有学生的实践结果通过NRF24L01模块发送至教师端。

2.根据权利要求1所述的一种基于频域信号窄带化的uV级微弱信号检测教学箱，其特征在于，所述主控制单元为STM32F103C8T6单片机。

3.根据权利要求1所述的一种基于频域信号窄带化的uV级微弱信号检测教学箱，其特征在于，供电模块包括多个极性电容CD和多个电容C，多个极性电容CD和多个电容C均分为两组，第一组中的多个极性电容CD正极和多个电容C上端并联形成VCC端，第一组中的多个极性电容CD负极和多个电容C下端接地，第二组中的多个极性电容CD正极和多个电容C上端接地，第二组中的多个极性电容CD负极和多个电容C下端并联形成VSS端；

供电模块还包括排针P3、排针P4、电感L3和电感L2，排针P4的1号引脚、2号引脚和3号引脚并联后串联电感L2连接VCC端，排针P31号引脚、2号引脚和3号引脚并联后串联电感L3连接VSS端。

4.根据权利要求1所述的一种基于频域信号窄带化的uV级微弱信号检测教学箱，其特征在于，数据采样显示模块包括模数转换器和显示模块，模数转换器通过I2C总线接口和STM32主控单元进行通信。

5.根据权利要求4所述的一种基于频域信号窄带化的uV级微弱信号检测教学箱，其特征在于，包括无线传输模块，所述无线传输模块型号为NRF24L01，无线传输模块电连接主控单元；模数转换器型号为ADS1115，显示模块型号为12864液晶屏。

6.根据权利要求1所述的一种基于频域信号窄带化的uV级微弱信号检测教学箱，其特征在于，包括矩阵键盘，所述矩阵键盘电连接主控制单元。