一种LD激光测距回波探测电路的设计

雪崩光电二极管APD(avalanche photo detector)因其具有很高的内部增益,是目前LD(Laser diode)激光测距中最常用的光电探测器件.挖掘激光测距系统的探测能力、提高探测概率的最终途径是提高激光回波信号的信噪比.从LD激光测距的特点出发,在分析了APD光电探测电路噪声的基础上,结合脉冲回波信号的特征,利用微弱信号检测的理论,提出了一种利用相关检测来提高回波信号信噪比的检测电路.结果表明,回波信号的信噪比有了一定提高,且结合了自动增益控制电路,为后续的时间间隔测量的精度提供了保证.     

基于光电倍增管的自动增益控制技术研究

为了压缩水下无线光通信系统中接收光信号的动态范围、提高有效通信距离,从自动增益控制技术的基础理论入手,利用光电倍增管增益可随工作电压改变的特性,设计出基于光电倍增管实现的自动增益控制电路,其数字控制部分以单片机为核心,并在空气中模拟水下实验。结果表明,该电路可以对接收光信号实现40dB的压缩,提高了水下无线光通信的有效范围。     

具有自动增益控制的零盲距半导体激光测距仪

文中从分析近距反射光强与距离之间关系入手,提出了一种自动增益控制电路。该动增益控制电路可根据反射信号幅度大小自动调节光电放大器的增益,使光电放大器输出的信号幅度稳定在一定范围内,从而降低了近距离因光电放大器输出信号幅度变化过大,甚至饱和失真而引起的测距误差,提高了近距测量精度,大大降低了近距盲距。     

光电信号的自动增益控制和相位校正的方法

在高精度光电测量中对光电信号的正交性和稳定性的要求很高。本文介绍了一种基于AD605的自动增益控制电路,以实现信号的幅值稳定,利用硬件向量校正法对光电信号进行相位校正,它是基于两路信号幅值相等且稳定的基础上实现,而且电路简单,精度高,响应速度快,得到正交性高、幅值稳定的光电信号,提高了软件细分的精度。     

微弱振动信号自适应采集系统设计

在许多交通运行机械的振动信号测量中,强噪声和微弱振动信号混叠在正常振动信号中,给振动系统的微弱信号采集与分析造成了困难.针对该问题,设计一种基于TMS320F2812的四通道实时数据采集系统.该系统能够用于强噪声存在下的微弱振动信号采集,能够根据被测信号振幅变化自动调整控制放大器的增益,具有自适应数据测量与处理的功能,因而有较广泛的应用价值.     

微弱原子荧光光场测量系统的设计简

在原子光学、量子通信、生物医学、食品安全和激光测量研究等领域,常常需要对荧光信号进行测量.而这些荧光信号的强度往往十分微弱,一般的探测方法难以检测.因此,针对微弱原子荧光光场分布信息的探测需求,设计搭建了一套测量系统.选用硅光电倍增管作为测量系统的探测元件,设计了跨阻放大电路来实现微弱电流信号的放大,并利用MultiSim软件对电路进行仿真分析,最终完成了测量系统的搭建、实现了对微弱光场的测量.实验结果表明,该系统可以很好地满足微弱光场分布信息的测量需求.     

耦合型光纤超声传感器实验研究

提出了一种用于超声信号测量的耦合型光纤超声传感器并讨论了其工作原理.采用耦合型光纤超声传感器、光电转换控制电路和高分辨率的信号处理软件组建了超声信号检测系统.通过对150 kHz的连续超声信号、脉冲超声信号的测量试验,对耦合型光纤超声传感器的性能进行了检验,实验结果与压电超声传感器的测量结果相吻合,同时研究了光纤超声传感器对不同方向信号的响应特性.实验证明,耦合型光纤超声传感器适用于超声信号的测量.     

谐振式传感器振动特性测试系统

采用激光测振仪测量振动元件表面的幅值.用于检测谐振式传感器振型的测试系统,主要由计算机、激励信号源、激光测振仪、数据采集卡组成.计算机控制激励信号源产生与被测谐振式传感器一个模态所对应的固有频率相一致的激励信号,激励被测谐振式传感器,使之处于受迫振动状态,计算机通过数据采集卡控制激光测振仪对被测谐振式传感器的振动元件进行空间扫描,测出被测谐振式传感器振动元件表面各点的振动信号,通过数据采集卡将激励信号和激光测振仪测出的振动信号采集到计算机中,计算出振动信号与激励信号的幅度和相位差,解算并绘制出被测谐振式传感器该模态对应的振型.     

微弱光信号检测系统的研究北大核心

为了解决光电检测系统检测微弱光信号时的噪声问题,通过建立等效电路模型,推导出了光电检测电路输出信噪比公式并分析了影响系统噪声性能的关键因素。设计了一种可探测微弱光信号、具有宽动态范围和自动换档功能的光电检测系统。实验结果表明,该系统可对微弱光信号进行精确探测。     

基于移动互联网的便携式低频小信号光电测量系统

日常生活中广泛存在一类对光敏感的低频、微弱但又颇受人们关注的低频小信号，运用移动互联网实现对这些信号的远程测量，具有重要意义。设计并实现了一种基于Android智能手机和移动互联网传输技术的新颖的便携式低频小信号测量系统，利用蓝牙和互联网数据传输技术将无侵入式检测的光电测量装置、用户智能手机与远程服务器端结合起来，通过便携式光电测量装置采集、远程服务器端对信号分析及反馈，该系统可用于现实生活中各种复杂、多变、动态的低频小信号进行有效的实时远程监控，并对信号异常变化进行自动预警。     

Features of propagation of surface acoustic waves in two-dimensional phononic crystals on the surface of a lithium niobate crystal

Two-dimensional phononic crystals are fabricated on the surface of a lithium niobate crystal. A numerical method is developed for calculating the frequency dependences of the transmission and reflection coefficients of a surface acoustic wave for a rectangular region with two-dimensional periodic structure on the surface of an elastic body. Measurements of the frequency dependences of the reflection and transmission coefficients are performed for propagation in the part of the lithium niobate crystal surface on which two-dimensional phononic crystals were fabricated. Forbidden zones are found in the transmission spectra of the waves transmitted through phononic crystals. It is shown that, if the width of the incident wave beam is less than the width of the region with the two-dimensional periodic structure (the two-dimensional phononic crystal), then a resonant increase in the transmission coefficient arises near the center of the rejection band.     

声子晶体滤波器中点缺陷位置和大小对透射率的影响

基于二维正方晶格声子晶体滤波器的直接耦合结构,研究了点缺陷的位置和大小对透射率的影响,从而设计出性能最佳的声子晶体滤波器。利用时域有限差分方法,使用COMSOL软件进行仿真,讨论了点缺陷对声子晶体滤波器性能的影响。仿真结果表明:当直接耦合声子晶体滤波器的点缺陷位于线缺陷中间位置、点缺陷处介质柱的填充率为0.022 8时,滤波器的透射率高达92%,符合设计要求。     

声子晶体中SH波的全反射隧穿滤波特性

利用边界条件推导出SH波在多层介质系统中的转移矩阵,得出了SH波在一维固-固结构声子晶体中的透射率公式.利用透射率公式研究了SH波在一维固-固结构声子晶体中的全反射隧穿滤波的特征.实验得出,SH波以大于全反射角入射一维固-固结构声子晶体时,在出射空间会出现全反射隧穿现象,利用SH波的全反射隧穿现象可实现多通道滤波.     

一维固-液掺杂声子晶体缺陷模的干涉理论

建立了一维掺杂声子晶体的多波束干涉模型,利用波的干涉理论推导出一维掺杂声子晶体缺陷模的透射率公式和频率公式,成功地解释了一维掺杂声子晶体中缺陷模产生的物理机理。利用干涉理论和转移矩阵法对一维掺杂声子晶体缺陷模的特征进行了比较研究,两者的结论一致。     

含分流电路Galfenol声子晶体的带隙与减振性能

利用Galfenol的逆磁致伸缩效应并通过分流元件调整其声子晶体带隙,以实现有效减振具有重要现实意义。基于磁致伸缩本构方程、Armstrong模型、法拉第定律、传递矩阵法和Bloch定理,推导了含分流电路的Galfenol有效弹性模量表达式,并建立其声子晶体振动模型。模型计算结果与实验结果对比表明,该模型能提供有效弹性模量随频率和分流电容变化的合理数据趋势,并能预测Galfenol参数随应力变化的非线性特性。分析了该声子晶体在开路下,其布喇格带隙(BBG)衰减常数峰值和截止频率随应力的变化规律,确定了器件减振的最佳工作点;分析了该声子晶体在不同分流电容和应力下的BBG、共振带隙(RBG)及其共振公共带隙(RCBG)特性,结果表明,较小分流电容、较大磁机耦合因子和较大电感可显著提高器件减振性能。     

多带隙声子晶体低频带隙特性研究

利用有限元法计算了一种多带隙声子晶体的特征频率,传递损失和位移矢量,理论推导了反共振产生条件。研究结果表明,这种声子晶体在低频范围内具有多条平直带隙,带隙的耦合影响因素少,具有比一般局域共振声子晶体和Bragg 散射声子晶体更宽的带隙。此外,利用原点反共振模型分析计算了这种多带隙声子晶体的材料和结构参数对带隙的影响。研究表明,在低于2 500 Hz时,多带隙声子晶体的带隙占90%以上,为低频多带隙声子晶体的研究作了探索。     

压电分流声子晶体杆带隙调控研究

压电型声子晶体具有弹性波带隙特性,可用于噪声与振动控制。该文通过在环氧树脂杆上周期地布置含有负电容的压电分流单元,构造了压电声子晶体杆结构。为拓宽带隙,对此结构设计了3种元胞配置,运用传递矩阵法计算其带隙特性,并采用遗传算法对分流电路参数进行优化。理论与仿真结果表明,改变元胞中不同谐振频率的压电分流单元的个数,可以获得多个局域共振带隙,增强带隙可调谐性;运用算法优化可得到带隙调谐时分流电路参数值的最佳匹配,实现多个带隙的合并进而形成宽带,在不改变原有结构的基础上拓宽带隙。     

十字型结构声子晶体带隙及等效模型研究

该文设计了一种新型十字型声子晶体结构,并采用有限元法对其进行了研究;分析了此结构若干共振频率下的振动模态,分别建立了带隙起始频率与截止频率处振动模态的简化模型,探究了结构与材料参数对带隙的影响,验证了简化模型的合理性;最后计算了结构的反射系数与透射系数。结果表明,该结构带隙产生机理属局域共振型,能够在中低频段内产生一个完全带隙。通过对金属芯体密度、基体密度、包覆层的宽度及弹性模量等因素的调节,可以实现对带隙上、下界频率的调节,结构的反射系数与透射系数随入射波频率的变化也与带隙图相应证,当带隙图显示出现带隙时,结构的透射系数也随之下降。     

一维固-固结构声子晶体中SH波的声场分布

利用转移矩阵法推导出SH波在一维固-固结构声子晶体中声场的分布公式,利用这个公式研究了一维固-固结构声子晶体中声场的分布特征。禁带中声场随着SH波在一维固-固结构声子晶体内部传播深度的增加而迅速衰减。导带中声场不随SH波的传播深度的增加而衰减。这些特征的获得深化了对SH波在一维固-固结构声子晶体的禁带和导带的形成的认识。     

弹性波在准周期镜像固/液声子晶体中的透射

基于准周期Fibonacci序列,构建了准周期镜像结构固液介质声子晶体。利用转移矩阵法,数值研究了弹性波在其中的透射。弹性波正入射时,在奇数序列镜像声子晶体透射谱的带隙内出现多个谐振模,而在偶数序列镜像声子晶体透射谱的带隙内仅有弱透射峰;上、下带边的谐振随序列数的增加而增强。弹性波斜入射时,透射谱向高频区移动;入射角较小时,谐振模也向高频区移动,同时产生了次级禁带;入射角较大时,带隙内的谐振模消失,带隙间的频率间距减小。