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.     

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。     

PIN光电管在激光外差玻璃测厚系统中的应用

为了检测激光外差玻璃厚度测量系统中的弱光信号,介绍了激光外差玻璃测厚系统原理,并用MATLAB对其进行了仿真,分析了PIN管光电检测电路噪声产生因素,提出了减小噪声、提高信噪比的方法,采用PIN管设计的光电检测电路,为激光外差玻璃测厚系统提供了一种单元模块电路.     

检测微弱光信号的PIN光电检测电路的设计

分析了ＰＩＮ管光电检测电路的工作原理,对几种电路形式进行了噪声分析,提出了减小噪声,提高信噪比的方法。     

近红外激光雷达低噪声光电二极管探测方法*

光电二极管探测方法由于受暗电流、热噪声等因素的影响,其噪声水平较高,导致信噪比较低,为此研究近红外激光雷达低噪声光电二极管探测方法。深入分析光电二极管的频率响应特性,了解其响应速度、带宽以及噪声特性是优化探测性能的关键。设计合理的探测阵列编码策略,确定探测阵列的排布方式,确保信号完整性和提高空间分辨率。在光电二极管探测接收过程中,关注其灵敏度、动态范围以及暗电流性能等参数以确保实现探测。试验结果表明,近红外激光雷达低噪声光电二极管探测方法的探测信噪比为8,检测灵敏度较好。     

光电探测中低噪声前置放大器的设计

为了检测光电探测中微弱的光电信号,分析了放大器噪声产生原因及放大器取得最小噪声系数时对应的最佳源电阻,采用了反相并联放大器法及有源器件的选择上实现噪声匹配,来降低前置放大器的噪声,对电路安装测试表明,反相并联10级放大器,信噪比提高3倍,提出了无源器件及电源对放大器的干扰问题的解决方法。     

光电转换前置放大器的噪声分析

本文应用微弱信号检测的方法对光电转换前置放大器的噪声性能进行分析,提出了在设计一个高性能的光电转换前置放大器时,不但要满足系统的带宽、相移和放大倍数等要求,也需要满足低噪声的要求.针对光电转换前置放大器设计中低噪化的要求,提出了对光敏元件和首级放大器元件的选择标准,并得到了放大器系统的低噪化条件,从而使得设计出的光电转换前置放大器的噪声性能最佳.     

雪崩光电二极管在相位式激光测距仪中的应用

雪崩光电二极管作为光敏接收器件,特别适合用于微弱信号的接收检测,它在相位式激光测距系统中用来接收经过漫反射后微弱的激光信号.针对雪崩二极管反向偏压电路中高纹波的问题,本文设计和分析了一种高效的低纹波偏压电路,实验结果表明,该方法有效抑制了纹波电压.针对雪崩二极管温度漂移的问题,本文设计和分析一种新型的温度补偿电路,使雪崩二极管达到了最佳雪崩增益.针对雪崩二极管噪声问题,分析了主要噪声源,设计了一个低噪声的前置放大电路,实验结果表明,该电路有效地提高了信噪比.综合实验结果表明,这些电路设计对于提高相位式激光测距仪的测量精度是有效的.     

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。     

光纤振动传感器的信号检测电路设计

基于干涉仪的相位调制型光纤传感器具有极高的灵敏度,其中探测微弱光信号的光电信号检测电路起着重要的作用。针对光纤振动传感器系统,分析了PIN光电二极管前放电路和典型跨阻抗PIN-FET的组件电路,为减小前放I/V变换电路中跨阻阻值很大而带来的热噪声,设计了T型电阻网络。利用结构简单、性价比高的PIN光电二极管的前放检测和滤波器电路,对Sagnac干涉仪的输出的光信号进行了检测。实验表明该电路有效地降低了输出光电流噪声的均方值,其性能可靠,完全满足振动传感器的实际应用的测量要求。     

动态应变微光信号检测系统的设计

由光纤光栅因应变而产生的干涉光信号是比较微弱的,这样的光信号难以直接应用于对应变信号解调,为此设计了用于对微光信号进行处理的低噪声高增益高频放大电路。通过仿真验证了电路参数的合理性和可靠性,经过电路设计和相关调试,完成的光电转换前置放大和后续交流放大电路能够比较好地实现光电信号的转换和放大。对带有应变信号的电压数据进行采集处理,能够比较好地解调出动态应变变化,证明了设计的微光信号检测系统具有实用价值。     

小信号放大电路的噪声分析

传感器输出电信号很小,易受到外界噪声信号的干扰,为了有效地检测并提取微弱信号,本文采用分立元件设计了一种小信号放大电路,由差分放大电路、两级共射放大电路和推挽输出级等电路组成,不仅满足了电压放大的要求,而且有效地减小了噪声,并在实验的基础上验证了此电路的可行性.由测量结果表明,基于本设计的放大电路可以有效测量微弱信号,...     

基于序贯卡尔曼滤波的OCT信号处理方法研究

使用光学电流互感器(Optical Current Transducer,OCT)测量小电流时,测量得到的内部噪声信号往往大于光电信号,测得的读数不能正确反映电流的真实值。有效滤除噪声,提高信噪比是OCT信号处理的关键所在。介绍了基于法拉第磁光效应的光学电流互感器的基本原理和信噪特性,在被测电流为交直流混合信号的情况下,建立合适的滤波状态空间模型,采用序贯卡尔曼滤波的方法在Lab VIEW上进行仿真。结果表明序贯卡尔曼滤波算法能够对测量电流实时进行信噪分离,同时准确分离出交流和直流分量,提高了输出信噪比和测量精度。     

反激式恒流一次侧控制模式的研究

反激式变换器输出恒流特性在许多场合,如恒压恒流充电器、LED恒流驱动器等有着重要的应用。输出恒流采用二次侧电流反馈的方法会增加电路的成本和复杂性。通过采用一次侧调节的方法来控制输出恒流,在变压器的一次侧检测输出电流的信息,避免了二次侧电流采样电路和光电耦合器等元器件,减小了电路的复杂性,提高了电路的效率。通过实验得到采用一次侧调节的实验波形和数据,验证了一次侧调节的先进性。     

自动转换开关控制器设计

针对不间断供电的广泛需求,提出了一种以MSP430F1232微控制器(MCU)为核心单元的自动转换开关控制器的设计方案。该方案采用带负反馈通道的线性光电耦合器电压检测电路,有效解决了现有线性光电耦合器电压检测电路的温度漂移和线性度差等问题。冗余的时钟系统设计和低功耗的电路设计,更加满足自动转换开关电器的工作需求。     

电子元件自动售货机设计实现

针对电子创新实验室电子元件管理难题,提出了一种能够自动管理与售卖电子元件的自动售货机的设计思路,给出了电子元件自动售货机设计方案,详细阐述了具有128个货道的电子元件自动售货机的执行机构和控制器程序的设计与实现方法.首先研究了电子元件自动售货机总体设计方案,分析了设计需求;接着设计了机械货道结构、直流电机驱动板、光电传感器电路、电机堵转检测电路等主要部件;最后给出了控制器程序的设计方法.经过测试和实际应用,该电子元件自动售货机性能稳定,工作可靠,达到了设计要求.     

低噪声放大器的集成设计及测试

根据低噪声放大器的设计原理、结合南京电子器件研究所提供的器件模型,设计了S波段单片低噪声放大器,并在该所的砷化镓(GaAs)工艺线上流片生产,最后进行了测试.在2.2～2.8 GHz,增益大于21 dB,噪声系数小于1.95 dB,输入、输出驻波比小于1.45,在2.5 GHz处1 dB压缩输出功率大于11 dBm.测试结果表明,该电路易于集成、性能可靠,但驻波比还有待改善.