光电转换放大电路的设计

通过对光电转换电路的前置放大及主放大电路的设计进行研究,使电路完成了光电转换、滤波、降噪等优化处理,实现了将有用信号从噪声中分离出来并放大输出。提高了系统的稳定性和灵敏度。     

新型光纤熔接机中激光功率检测电路设计

设计了一种适用于新型光纤熔接机光功率探测对准系统中激光功率检测电路,通过选用高灵敏度的InGaAs光电二极管实现光电转换.采用差分放大电路进行前置的I/V转换和放大滤波,并对其进行了仿真测试和电路调试.结果表明:该检测电路能够有效的去除工频等噪声的干扰,并且具有稳定的输出信号和放大倍数,实现对输入的激光功率信号进行转换并输出匹配至0～3 V电压范围的A/D转换器中,为后续运用微机控制运动平台进行熔接奠定基础.     

微光检测仪采样叠加电路研究

本文利用取样积分器原理,设计了一个微光检测仪采样叠加电路。通过对夹杂有非相干噪声的微光信号进行放大、滤波、采样和叠加处理,实现了从噪声中提取有效信号,从而提高了微光仪的测量精度和灵敏度。本设计在PSpice环境下仿真通过,并在实际电路测试中达到了比较理想的效果。     

基于锁定放大的微弱激光回波信号探测系统

微弱信号检测的核心问题是对噪声的处理,为了探测深埋于噪声中的微弱激光回波信号,设计并搭建了一套锁定放大信号检测系统。PIN光电二极管探测到的微弱激光回波信号由前置放大电路和二级放大电路转换为电压信号并放大,再经带通滤波器滤除带外噪声,最后通过相敏检波电路,转换为与回波光强成正比的直流电压信号输出。测试结果表明,系统可以有效抑制噪声,被测信号的信噪比改善超过10.6dB。     

紫外通信接收预处理系统研制

为提升紫外通信在较远距离的信息接收能力,针对接收端光信号转换为微弱电信号的特点,结合解调方案对信号的处理要求,设计了具有选频、放大功能的预处理系统。选用低噪声器件,采用低噪声化设计方案。结合复杂电磁环境的通信需求,考虑了抗干扰措施。利用Multisim对电路进行设计和仿真,对硬件电路进行了实验测试。结果表明,该预处理系统能够满足在较大距离上进行通信的需要。     

基于F-P可调谐滤波器的光纤光栅解调系统设计

针对某结构应力监测系统,提出应用光纤光栅传感原理来测量结构应力,设计了基于光纤标准具的F-P可调谐滤波器光纤光栅解调系统。利用标准具的稳定性来对F-P滤波器进行标定,消除环境温度对F-P滤波器的干扰。利用DDS原理设计了F-P滤波器的驱动源,产生的三角波分辨率可以小于0.42mV,确保解调系统最终的分辨率达到1pm。设计了光电转换电路,实现了微弱光信号的转换和放大,最后转换成易于采集与显示的电压信号。最终,利用本次设计的解调系统可以实现±3000με的应变测量,测量精度可达到2.59%。     

具有自诊断功能的IEEE1394b光电转换电路的实现

光电转换电路是实现IEEE1394b光纤总线系统的基础,它的工作状态关系到整个总线系统的可靠性。本文基于智能光收发模块和微控制器,设计实现了具有自诊断功能的IEEE1394b光电转换电路,该电路可以实时监测光电转换接口的工作参数。利用自诊断光电转换电路搭建了光纤总线系统并进行了实验测试,由实验得到的网络拓扑图以及温度实验的结果,可以看出本设计能够满足实际应用的需求,有效提高系统的可靠性及可维护性。     

光检测及放大电路的新设计

为满足光缆动态损耗测量系统宽动态范围和高灵敏度的要求,本文提出一种新的光检测及放大电路设计。单端光检测及放大电路应用广泛,结构简单,但难以抑制电路的共模噪声。新设计将光检测器和放大器通过对称结构搭建差分电路,达到了更高的光检测灵敏度和抗共模噪声性能。它充分考虑了前端电路各种噪声源,采用合理的元器件和电路设计抵消了大部分共模噪声。通过实验证明该电路提高了测量系统的灵敏度。新电路已成功应用于光功率信号系统的光电转换电路中。     

基于LabVIEW的微弱光电信号采集与处理系统的设计

微弱光电信号的采集与处理技术是工业自动化中常见的一个问题。本文提出一种基于LabVIEW的虚拟仪器技术为平台,设计了基于单片机作为核心控制器件,用光敏二极管作为光电传感器件采集数据,以及放大、滤波信号调理电路,实现计算机实时显示采集得到的微弱光电信号,能够快速给出光电信号的频谱处理结果。系统灵活性高,具有广泛的应用前景。     

SiPM 信号放大电路仿真研究

基于对硅光电倍增管 (SiPM)和塑料闪烁体的探测器电路的研究,运用 Multisim 仿真软件,对 SiPM 信号 放大电路进行了仿真.仿真结果表明,主放电路实现了对前置跨阻电路脉冲信号的整形与放大功能.与实际试验结果相比,输出脉冲波形图符合设计要求,可以实现信号放大功能.     

一种微弱光电信号调制解调电路设计研究

本文针对微弱光电信号或弱信噪比条件下的光电信号检测及数据采集,设计了一种基于自相关检测原理的调制解调电路,旨在用于传感器的光电强度调节及低信噪比信号检测.该电路利用自相关特性较明显的伪随机码与光纤传感器对被检测微弱信号进行调制解调,通过检测输出光强度达到检测微弱信号的目的.同时,对该电路方案进行了强噪声条件下的检测性能仿真研究,仿真结果表明,该电路方案能够有效地实现弱信噪比条件下的光电信号检测及数据采集.     

一种用于光纤传感的数字式检测系统设计

为实现光纤传感中微弱光强的稳定性检测,介绍了一种基于光电传感芯片OPT211和单片机STC89C52RC的新型数字式光纤传感检测系统。系统包含有恒流驱动电路、光接收元件、调理电路、AD采集和显示电路。该设计满足光纤传感检测技术要求。系统实现了0～5V电压范围、1mV分辨率和1‰精度的传感检测,具有抗干扰能力强、稳定性好、线性度好和分辨率高特点。     

基于AT89C51型单片机光伏控制器的研究

基于AT89C51型单片机的光伏控制器能够实现在太阳能电池板自动捕光系统中，经过调节太阳能电池板受光面和太阳光线的角度来衡量发电效率。经过光电传感器将采集的光信号变成电压信号，通过模数转换电路模块将光电传感器转变后的模拟电压信号经过电压采样后，将模拟电压信号转变为数字电压信号，再将经过处理后得到的信号传输给单片机，经过单片机控制驱动来控制电机，完成太阳能电池板自动捕光的任务。     

水质综合毒性在线检测仪设计

目前我国在水质毒性检测领域,以人工现场采样、实验室仪器分析为主要方式,存在采样误差大、检测工序繁琐、不能及时反映水体受污染变化状况等缺陷,难以满足水环境监测发展需求。鉴于此,本文在发光细菌法的基础上设计了一种可实现在线监测的水质综合毒性检测仪。硬件部分设计了一种新型光电检测电路,以STM32F103ZGT6为核心,利用光电倍增管将采集到的荧光信号转化为微弱的电流信号,经后续电路放大处理并A／D转换后传输至单片机,再通过RS232和RS485与PC端通信。辅助相关软件系统可以对水质综合毒性数据进行实时监控和在线智能分析。实验结果表明,该仪器可在10 min内完成检测,能有效分辨出1 mg／L的毒性物质,具有良好的灵敏度、准确性和重复性,适用于绝大多数水体的综合毒性在线监测。     

自适应天空照度天幕靶系统

针对天幕靶弹丸过靶信号幅值易受天空照度影响,提出了一种基于光电转换原理的自适应天空照度天幕靶系统。系统以天空背景光作为系统光源,采用大口径光学透镜、狭缝光阑、光电探测器及相应光学结构构成天幕靶光学系统。根据天空亮度变化与转换电路输出电平成线形关系,设计了一种自动增益控制信号调理电路,可将弹丸过靶信号稳定在一定范围内,避免弹丸过靶信号饱和。多次试验结果表明,该系统使用方便、稳定可靠,能够很好地实现自适应天空照度,在1.2m弹道高度处,用5mm弹丸过靶信号幅值稳定在1.7~3.1V以内。     

基于VersaPHY的IEEE 1394b协议硬件设计

VersaPHY技术是IEEE 1394b的补充协议,由于具有带宽高、结构灵活、成本低等优点,已经被广泛应用于汽车、军用、医疗、工业等领域。由于没有现成的VersaPHY芯片,以FPGA、IEEE 1394b物理层芯片和光电转换模块为基础,完成了VersaPHY协议的硬件电路设计,为VersaPHY技术的后续研究提供了可靠的保证。借助示波器和IEEE 1394总线接口分析仪对电路中的信号和数据包的传输进行测试,结果表明,信号的完整性良好,可以保证硬件稳定运行,本设计实现了低成本、小型化、低功耗,对解决1394b光总线与低速总线之间的设备兼容问题具有很好的启示。     

低噪声光电检测电路的研究与设计

为了消除光电检测电路的噪声干扰,解决用光电检测电路检测微弱光信号时的噪声问题,文章分析了光电检测电路的内部和外部噪声的来源,设计出了一种低噪声光电检测电路,并给出了光电检测电路的噪声模型,推出了光电检测电路输出信噪比的公式并对影响光电检测电路输出信噪比的因素进行了详细的分析与研究,提出了在设计低噪声光电检测电路时对光电器件、电子元件以及前置放大器等元器件的相关参数的选择方法与依据.     

基-2 FFT在音频分析及输出系统中的应用

主要介绍了一种将FFT算法移植到单片机上运行,通过对数字音频信号进行分析处理,以实现音乐频谱实时显示和声音输出的系统。系统硬件部分主要由声音输入、单片机模数转换、由LED组成的点阵单元以及声音信号放大输出等电路组成。利用高性能STC12C5A60S2单片机内建的模数转换功能,先将输入的音频信号采样、量化转换为数字信号,再通过软件编程进行FFT运算。输出处理结果点亮LED点阵,完成频谱显示。LED的明暗由音乐的频率变化决定。通过LM386运放芯片及外围电路将输入的音频信号进行放大后,由喇叭或者外接音箱输出。该设计不但具有较高的实用价值和观赏性,而且硬件电路结构简洁,开发、制作成本低。     

高压开关设备的温度检测系统设计

高压开关触头、母线一般处于高电位,检测其温度一直是电力系统检测中的难题.提出了一种新方法,利用AVR单片机控制光源,通过位移一光强度型光纤温度传感器的调制,带有温度信息的光信号耦合到LOG114芯片进行光电转换及放大,输出信号再由AVR单片机进行A/D转换,经数据分析得到高精度的温度值.系统具有精度高、体积小和抗电磁干扰强等特点.     

高氯离子水中化学需氧量检测系统的研究

阐述了利用紫外分光光度法测量化学需氧量（COD）检测系统的研究方案,给出了利用光路设计与电子技术结合的研究方法。系统由光学系统、硬件电路、软件测量3部分组成。系统光路的设计使用了平面衍射光栅,狭缝等光学元件从而提高了光信号稳定性。电路系统选用高精度、低静态电流运放OPA2335,提高了微弱光信号的转换精度和响应速度。软件系统利用氯离子与COD的标定曲线排除氯离子对COD测量的干扰,最终能够实现在氯离子含量较高的水样中测量COD值。通过对COD标准溶液和加入氯离子的COD标准溶液的测量实验,及与HACH-DR6000分光光度计对实际水样检测的对比实验和稳定性实验,系统最大引用误差为2.84%,证明系统可以用于在高氯水中对COD进行实时检测。