根据相关检
测的原理，通
过乘法器相乘
运算，信号和
噪声、噪声和
噪声之间是互
相独立的，它
们的相关函数
为零，只有信
号和信号相关，
且可从噪声中
检出。具体可
表示为：
    
    当蓄电池两端检测到的正弦信号为 Vs(t)，方波参考信号为 Vr(t-τ)：
  
    因为电池两端的信号频率和参考信号基波频率相同，即 ωr=ωs，积分器的输出为：
    
    式中：K 只与积分器的传输系数有关；ψ 为检测信号与参考信号相位差。
    如果调整 ψ=0，则输出直流信号达到最大值，充分说明，通过乘法器和积分器以后，抑
制了噪声。在输入信号和电路传输系数一定的情况下，输出信号的大小只与电池的内阻成比
例，只要测出蓄电池两端交流电压值和通过蓄电池的交流电流值，就能计算出蓄电池的内
阻，实现在线测量

2 测量系统的硬件电路设计

    依据上述原理所设计的系统原理框图如图 2 所示，由通路选择开关电路、前置放大带通滤
波器、

AD630 乘法器电路、积分器电路、交流恒流信号产生电路、方波转换电路、取样电路、单

片机控制系统以及外部显示通讯等组成。由于蓄电池的内阻很小，故必须降低导线阻抗对电
池内阻的影响，因此采用四引线连接法。系统输出的交流恒流信号接到电池两端，再将电池
内阻产生的电压信号，连接到输入转换开关电路。上电后，首先由单片机控制调整检测信号
和参考信号的相位差

φ 使之为 0。开始测量后，先由模拟开关 CD4052 选通电流测量通路，

该通路在向蓄电池注入交流信号的回路中设置一标准取样电阻，以测定交流信号的电流值；
再选通电压测量通路，测定电压值。采集到的信号通过放大滤波等处理后送入单片机中，利
用式

(1)算出蓄电池的内阻。

2．1 放大滤
波电路
    由于采集到
的信号非常微
弱，所以必须
先进行前级放
大滤波再输入相关器中。如图

3 所示，低噪声前置放大器由仪用放大器 AD620 和带通滤波

器组成。