基于FPGA的锁相放大器在多组分气体检测中的应用

该文介绍了基于光声光谱技术的多组分气体检测的基本原理,设计了基于FPGA的数字双相锁相放大器,完成了低通滤波器和DDS信号发生模块的仿真设计并应用于光声光谱多组分气体检测系统。通过对不同浓度的C2H2,CO2,CO混合气体的检测结果表明,该锁相放大器可以有效提取微弱的光声信号,检测出C2H2,CO2,CO这三种气体的浓度,系统检测相对误差小与5%,精度好且具有一定的稳定性,能广泛应用于气体检测中。     

基于FPGA的数字锁相放大器在气体探测中的应用

介绍了基于波长调制光谱技术的激光气体探测系统的基本原理,详细描述了双相数字锁相放大器基本原理和结构;为了实现模块化高精度在线激光气体检测系统,利用FPGA和模数数模器件设计了数字锁相放大器的硬件电路,将数字锁相算法在FPGA中实现;基于FPGA的数字锁相放大器应用于激光甲烷分析仪中,并对4个标准甲烷气体进行了实际测试,在10%量程范围内示值误差不超过±0.2%;实验表明基于FPGA的数字锁相放大器能够用于高精度在线激光气体探测系统中。     

WS—5锁相放大器的研制

ＷＳ－５锁相放大器是ＷＳ－２锁相放大器的一个换代设计。它综合模块电路，数字接口和软件于一体，可与任何级别的ＩＢＭＰＣ机相适配。原在ＷＳ－２仪器面板上的各项操作机钮与指示器，均由微计算机的屏幕模拟和单键操作替代，并实现双相位正交检测，长期数据集录，图形显示与处理等功能。     

数字锁相放大器在大气透射仪中的应用研究

为了提高大气透射仪的测量动态范围、测量精度及稳定性,用FPGA设计了双相数字锁相放大器,并结合低噪声运算放大器、低误差可编程增益放大器、高精度模数转换器,实现了大动态范围、高精度、超稳定的信号采集模块。测试表明该设计满足了大气透射仪在气象能见度小于50 m时μV级别信号的探测能力以及高气象能见度时精确、稳定测量的要求。     

锁相放大器在现场尘粒浓度测量仪中的应用

根据相干检测原理，引入微机控制，设计了一套智能化的锁相放大系统，用于对现场尘粒浓度的测量。由微机完成光源调制，相位移动及锁定，模数转换以及数据处理等，最后给出了对比测试结果。     

基于光声光谱技术的多组分气体探测研究进展

多组分痕量气体检测在工业、军事、农业和医疗等领域均有着重要的研究和应用价值。高性能光声光谱技术因其灵敏度高、响应快、选择性高及非接触式实时连续测量等优点受到人们的青睐。本文首先对多组分气体监测需求和光声光谱技术的主要优势和基本原理进行阐述;然后从光源分类的角度出发,介绍了现有多组分气体测量技术的最新研究进展,概括光声光谱中常用的探测方式,包括多路复用技术和干涉型傅里叶变换红外光谱等,并对其具体的适用范围和优缺点进行了对比分析。同时,针对实际应用环境中气体传感系统主要存在的光谱干扰和吸附效应的问题,介绍了相应的解决方法。最后,对光声光谱多组分探测方法的未来发展方向进行了总结和展望。     

基于数字锁相放大器的甲烷谐波检测虚拟系统

基于甲烷气体的谐波检测技术,利用数字锁相放大器SR830检测甲烷气体吸收谱线的一、二次谐波,在LabVIEW虚拟仪器设计平台上设计甲烷浓度谐波检测虚拟仪器系统,实现了对数字锁相放大器的远程控制和对数据的采集与处理;实验结果与理论模型相吻合,充分验证了采用数字锁相放大器检测甲烷气体浓度可以精确的提取出谐波信号,获得较好的信噪比。     

基于FPGA的数字锁相放大器的设计

在测井过程中由于复杂的地下环境,得到的信号往往淹没于噪声中.从强噪声干扰中提取出微弱信号一直是测井中的难点.在微弱信号的采集和处理中,锁相放大技术一直是一种常见且行之有效的方法.本文利用锁相放大技术原理,使用FPGA实现了数字锁相放大器,其中包括基于分布式算法的数字低通滤波器,有效的解决了乘法器资源紧缺的问题.     

基于动态采样的锁相放大微弱信号检测

摘要：基于相关检测原理设计了一种数字锁相放大器,重点研究了采样频率与相关运算结果的关系。发现参考信号为方波而采样频率与信号频率成一定关系时,系统相关运算存在固有误差。为减少该误差,首次将动态采样法引入数字锁相放大器设计中,运算发现动态采样的采样频率数越多,奇点产生的误差越少。基于LabVIEW软件对所设计的检测系统进行了仿真测试,测试结果表明该数字锁定放大器在信号幅度为5V、噪声标准差小于等于50时（SNR=-34.04dB）,能有效地检测出频率为500KHz以下的信号,系统检测结果与理论计算值的相对误差基本不超过2%。     

功能性近红外光谱系统及锁相放大器算法的研究

功能性近红外光谱技术是一种新兴的非侵入式光学技术,该技术可以测量脑皮层的功能性活动信息;介绍了单通道fNIRS系统的开发,为了验证系统的性能,2人参与了算数运算任务,获得了氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化;锁相放大器在fNIRS系统中可以很好地提取淹没在噪声中微弱的光强信号,但是模拟锁相放大器价格昂贵,对多通道系统来说是很大的负担;设计了数字锁相放大器算法,通过与模拟锁相进行比较,结果表明设计的数字锁相放大器可以取代价格昂贵的模拟锁相放大器。     

锁相放大技术在光学式甲烷气体传感器中的应用

设计了一种基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱的光学式甲烷气体传感器,传感器针对甲烷气体位于1653.722nm处的吸收谱线,应用锁相放大技术提取微弱的一次谐波幅度信号,实现对气体浓度的测量。重点分析了在光学式甲烷气体传感器中应用锁相放大的原理及关键技术。结果表明该传感器响应时间为10s,测量精度可达0.02%VOL。     

用于水微电导测量的锁相放大器的设计

电导率的检测是工业在线成分分析中的一个重要方法,在对于水的电导率检测中,由于信号很小,采用普通的检测方法无法从噪声中提取有用的检测信号,利用相关检测原理,设计了一种应用于水的电导率检测的锁相放大器,给出了信号驱动电路、前置放大、移相电路、开关式相敏检波等电路的实际的电路,并从理论上给予分析,作为电路参数选择的依据,从而能进一步提高整个测量系统的信噪改善比.     

数字锁定放大器中窄带低通滤波器的设计

根据锁定放大器的原理,讨论了应用于锁定放大器之中的低通滤波器的性能要求.从多采样率信号处理原理出发,提出了可满足锁定放大器要求的窄带低通滤波器的实现结构以及软件实现方法.最后通过DSP硬件仿真,验证了该窄带低通数字滤波器在锁定放大器中的性能.     

基于FPGA的智能放大器的研究与实现

在许多检测仪表的设计和应用中,由于被测信号幅度变化范围大、频带宽,通常采用设置量程变换开关的方式对被测信号进行满量程放大以保证测量的精度,使得硬件结构复杂;为了实现测量的智能化,设计了一种基于FPGA的智能放大器,可以根据信号的变化相应调整放大器的增益、可对动态范围宽的输入信号用最佳增益对其进行放大,使得放大后输出信号落入设定的窗口范围之内;该放大器已应用于植物种苗磁电场复合诱导繁育控制系统中,运行结果表明,该设计参数精度高,可靠性强,方便实用.     

基于业务组件划分的多集群体系结构

主要研究了如何通过改进业务层中的集群结构，来提高业务层的性能。分析了单集群结构在负载均衡、扩展能力和优化手段等多方面的不足，提出了基于业务组件划分的多集群结构。同时还提出了在多集群结构中进行业务组件划分的基本思路和方法，并且分析和比较了4种不同的多集群体系结构。     

呼吸感应体积描记系统中弱信号锁相放大模块的设计

在呼吸感应体积描记呼吸测量系统中,需要测量nV~μV级的微弱感生电压信号,而且在测量过程中,做为传感器的电感线圈容易受到测量环境,呼吸运动以外的其他运动和电子噪声等影响。为适应系统测量范围并降低噪声的影响,设计了一种基于AD630锁相放大电路微弱生理信号检测模块。该模块的锁相放大器具有大于0.96的良好线性度,能检测出传感器的感生电压信号,并分离出直流分量,有效地降低噪声对系统的影响,提高了系统测量的精度,并有望应用于其他微弱生理信号检测。     

基于多约束信息融合的特定网络检测方法设计

针对当前特定网络检测方法中没有对数据粒度进行过滤,数据粒度过于粗糙,检测过程的单一,致使检测效率低、检测正确性偏差等问题。提出一种基于多约束信息融合的特定网络检测方法,利用Windows中的Wpcap.dll获取特定网络中NIC相关信息,构建特定网络侦听,制定过滤条件实现特定网络数据的获取;根据Rough集理论对特定网络数据粒度进行过滤,减小数据粒度的粗糙程度;构建特定网络检测模型,结合D-S证据理论得到基本置信函数值并确定值的权重,代入D-S合成公式获得检测结果,引入群体信任法对检测结果再次过滤,实现网络异常数据的彻底检测和清除,解决检测方法的单一性。实验表明,该方法提高了网络检测的效率和正确性,有效解决了当前网络检测方法中存在的问题。