基于锁相放大的近红外光谱信号提取电路研究

锁相放大技术(LIA)是提取微弱信号的重要方法之一,广泛应用于近红外光谱测量领域。基于光谱吸收原理设计的甲烷检测系统,利用移相技术,实现了通过调节偏置电压的大小控制测量信号与参考信号之间的相位差,通过平衡调制解调器AD630实现了相敏滤波功能,有效地抑制了干扰,提高了系统的性能。结果表明:LIA相关器输出电压与甲烷气体体积分数呈线性关系,其线性度拟合系数为0.998 5,灵敏度为0.045 7 V/%。     

近红外光谱仪中的微弱信号检测技术

介绍了近红外光谱仪的应用和近红外光谱仪中的信号特点.自然光的干扰是在开发此类仪器时遇到的主要困难,在了解近红外光谱分析仪中的信号和噪声特点后,采用切光的办法来对光信号进行调制可有效的克服这一问题,使信号变得容易处理.而通过采用相敏检测的方法又可大大提高信噪比.文章系统的介绍了弱信号的提取方法,解决了近红外光谱仪中信号提取问题,并给出了实际可行的电路和测试结果.     

数字移相相敏检波在涡流无损探伤的应用

涡流检测线圈的阻抗信号包括缺陷信号和干扰信号,缺陷信号和干扰信号存在一定的相位差,本文介绍数字移相相敏检波在涡流无损探伤的应用,使涡流无损探伤实现程序化、数字化.     

数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用

研究了数字相敏检波技术在微电阻率成像测井仪中的应用。介绍了数字相敏检波的基本原理,分析了该算法的频率特性,得出采样周期数与单周期采样次数对检波系统的影响规律。给出微电成像采集系统硬件电路设计框图和基于DSP的数字相敏检波算法程序流程图,给出实验结果。与传统的基于模拟相敏检波的采集系统进行比较,数字相敏检波具有明显的优越性。不仅提高了整个系统的可靠性并为该仪器的进一步改进提供了方便,同时提高了检测精度。     

精密电感测微仪中的数字相敏检波技术

根据反相采样的原理,将数字相敏检波技术应用于电感测微仪中,提出了具体的实现方法和算法,并给出了相应的软件设计。通过实验结果表明,采用数字反相采样相敏检波法提高了电感测微仪的精度,能在精密和超精密测量应用中使用。     

锁相电路在分析仪器中的应用

介绍了锁相电路的工作原理及应用方法。该电路利用锁相环来进行相敏解调,完成交流信号的检波。锁相电路抗干扰性能好,通用性强,在分析仪器中主要是作为同步滤波器,恢复埋在噪声中的信号,列举了若干应用实例。     

数字锁相技术在FEM仪器采集系统中的应用

针对频率域电磁法仪器采集系统实时处理数据的要求，在设计一个基于DSK6713的高精度24位A／D采集系统的硬件基础上研究数字锁相技术处理数据的应用。利用数字锁相技术获取一次场、二次场多频信号的同相分量和垂相分量，再利用专业软件将归一化PPM值转换成电导率和磁导率，继而成像获取地下信息。     

基于DSP和CPLD的数字锁相技术研究

提出了一种基于数字信号处理技术(DSP)和可编程逻辑控制器件(CPLD)的全数字锁相方法.首先实现了DSP与CPLD的相互通信,在此基础上详细阐述了锁相的基本原理,并分别给出了DSP和CPLD的程序算法和设计流程,最后通过实验验证了该方法的正确性和可行性.实践证明,该技术具有广泛的推广应用前景.     

近红外光谱仪研究

介绍了近红外光谱仪,分析了光谱仪的基本原理,具体介绍了傅立叶变换光谱仪的原理、构成和信号处理等,并结合光谱学理论和傅立叶变换光谱仪原理,通过实验进行了验证。     

光伏并网发电系统数字锁相技术仿真与实验研究

针对传统模拟锁相环在光伏并网发电系统应用上的不足,分析了数字锁相环在光伏并网发电系统中的应用,详细说明了数字锁相环路的工作原理及控制策略,给出了环路相关参数的设计过程,并基于Matlab进行软件仿真,针对实际电网电压有可能出现的畸变、电压突增、突减等情况,进行了相应的抗干扰测试,并在一台6 kVA的工程样机上进行了实验...     

Fabry—Perot干涉近红外光谱仪

文章主要从分光原理、加工技术和仪器性能3个方面介绍Axsun公司的Fabry-Perot干涉近红外光谱仪。     

布鲁克公司傅立叶变换型近红外光谱仪及其应用简介

结合布鲁克公司的几款新型傅立叶变换近红外光谱仪,重点介绍在化工、制药以及食品饲料等行业的应用。     

基于锁相放大器的全光纤式激光多普勒测速系统

为了提高激光多普勒测速系统的测量精度及其实用性,基于锁相放大器和光纤设计搭建了一套激光多普勒测速系统。该系统的优点在于,锁相放大器的引入能够放大信号并可避免杂散光影响,从而大大提高系统的信噪比;此外,利用光纤取代传统的传输与接收光路,有效避免振动、灰尘、杂散光等环境因素影响,使实验条件大大简化。利用该系统测量移动平面镜和漫射面镜的结果表明,该系统能够准确测量移动物体的速率,误差在1%以内。该系统将来可应用于在线监测活体组织的血液流速测量中。     

基于MATLAB仿真的锁定放大器的研究

研究了锁定放大器的实现原理,并根据该原理用MATLAB的SIMULINK工具箱对锁定放大器进行了建模和仿真。仿真结果表明锁定放大器具有卓越的微弱信号检测能力。在实际测试中。所设计的锁定放大器也很好的完成了信号的检测和拾取。     

A novel algorithm combining oversampling and digital lock-in amplifier of high speed and precision

Because of a large amount of arithmetic in the standard digital lock-in detection, a high performance processor is needed to implement the algorithm in real time. This paper presents a novel algorithm that integrates oversampling and high-speed lock-in detection. The algorithm sets the sampling frequency as a whole-number multiple of four of the input signal frequency, and then uses the common downsampling technology to lower the sampling frequency to four times of the input signal frequency. It could effectively remove the noise interference and improve the detection accuracy. After that the phase sensitive detector is implemented. It simply does the addition and subtraction on four points in the period of same phase and replaces almost all the multiplication operations to speed up digital lock-in detection calculation substantially. Furthermore, the correction factor is introduced to improve the calculation accuracy of the amplitude, and an error caused by the algorithm in theory can be eliminated completely. The results of the simulation and actual experiments show that the novel algorithm combining digital lock-in detection and oversampling not only has the high precision, but also has the unprecedented speed. In our work, the new algorithm is suitable for the real-time weak signal detection in the general microprocessor not just digital signal processor.     

锁定放大微弱信号检测仿真与设计研究

为解决商用锁定放大器不便于特定应用背景下微弱信号检测系统的灵活扩展与剪裁,该文分析了正交锁定放大的基本原理,建立了正交锁定放大的MATLAB/SIMULINK数学模型,展示了锁定放大所能达到的性能以及数字信号处理对锁定放大性能的改善效果。给出了正交锁定放大检测装置的硬件设计过程,包括前端信号调理电路、移相电路、相敏检测电路、低通滤波电路、均方值电路及数字显示电路等。仿真表明,在高斯噪声影响下,微弱信号检测可以达到较高的检测精度,且通过滑动平均值滤波算法可以有效提高检测的精度。实验研究表明,在噪声信号峰峰值为10 V情况下,可以将50 m V的有用信号提取出来,且在50 m V以上可以拟合出较好的输入输出线性关系,便于检测装置的标定。     

近红外光谱仪中调制器的误差分析

调制器的误差会引起调制波频率和形状的变化，从而影响近红外光谱仪器检测信号的强度。就此分析了调制器各种常见的源误差(如调制盘偏心误差、调制盘的轴心偏离狭缝中心的误差、直流电动机的轴向晃动误差、直流电动机的稳定性误差、调制盘齿形误差等)对调制波的影响，并从理论上阐述了调制波的变频和变形误差对检测信号的影响。     

近红外光谱技术检测牛奶中脂肪及蛋白质含量校正模型的建立

为实现牛奶成分的快速检测,研究了近红外光谱法在牛奶主要成分分析中的应用,重点对比了不同近红外区域的检测结果。研究中利用偏最小二乘法(PLS)建立校正模型,探讨了不同光谱区域和数据预处理对模型准确性的影响。模型结果表明在长波段(1700nm~2500nm)检测牛奶中脂肪及蛋白质含量的准确性最高。     

在线近红外光谱分析技术在汽油调和中的应用前景分析

本文介绍了近红外光谱分析技术的特点以及该技术在石化领域的应用。以汽油调和为例,对在线近红外光谱分析技术在其中的应用前景进行了分析,在线近红外光谱分析技术可以实时测定汽油调和组分以及调和后的成品汽油的多种物化性质指标,如辛烷值、烯烃、芳烃、苯含量、馏程等,该技术的应用可为炼厂带来可观的经济效益和社会效益。     

基于稀疏优化的近红外光谱波长选择方法

波长选择是近红外光谱分析的重要组成部分,对于降低模型的复杂度、提高模型的预测能力和稳定性具有重要作用.在总结了现有的波长选择方法的基础上,提出了波长选择的稀疏特性,并利用这一特性,构造了一种新的波长选择算法.它将波长选择问题转化为稀疏优化问题,再根据优化结果对波长进行排序,然后选择前面的部分波长.采用两个近红外光谱数据集对提出的算法进行了验证,同时与UVE-PLS和GAPLS算法进行了分析和比较.实验结果表明,该方法能选择最少的波长点,而且在模型的复杂度和预测误差方面,达到甚至优于现有算法,是一种有效的波长选择方法.