激光器电压调制驱动与锁相放大电路的研究

为解决光频漂移对气体浓度检测的影响,根据分布反馈式半导体激光器的波长可调制特性,设计了一种激光器电压调制驱动与锁相放大电路。该电路的电压调制驱动电路输出波形是2 Hz的锯齿波和2 kHz的方波的叠加,其中:2 Hz的锯齿波使激光器的中心波长缓慢扫过气体吸收中心线,确保气体吸收光强;2 kHz的方波一方面对激光器的波长进行二次微量调节,另一方面作为谐波检测的同步信号。锁相放大电路则对不受激光器波长漂移的激光调制信号3次谐波进行锁相放大。Matlab仿真结果表明,该电路的输出与模拟气体浓度吸收光强函数的幅值成比例,同时证实了检测3次谐波的可行性。     

CH4传感系统微弱光电信号处理电路的研究

为改善以CH4为目标气体的检测系统的信噪比,提高系统的检测灵敏度.基于微弱信号的锁定检测原理,以方波调制系统LED为光源,设计以锁相放大器为核心的微弱信号处理电路和计算机控制电路,将携带浓度信息的光强信号转换为直流电压输出.实验结果表明,电路输出电压与检测甲烷气体浓度呈线性关系.分析表明,理论上电路对甲烷浓度检测极限值为1.5×10-4.系统灵敏度可通过设计光源功率稳定电路和温度控制电路得到进一步提高.     

平衡式探测器在吸收光谱导数检测中的应用

常规的光谱吸收式气体检测系统采用调制激光器驱动电流的方式来实现对发射波长的调制,再使用锁相放大器提取由此产生的被测气体吸收光谱的某一谐波分量,并对其进行回归分析以获得气体浓度值。在信号检测的过程中,由于激光器强度调制现象的作用,使目标谐波分量与其邻频谐波分量相互混叠,增大了后续的数字信号处理过程的难度。为了消除光强度调制效应的影响,将光纤延迟线和平衡放大式光电探测器配合使用,构造出气体吸收光谱的一阶导数信号,并以此取代波长调制光谱技术中的谐波信号实现对气体浓度的标定。在室温常压条件下,利用该方法测量了被氮气稀释的若干甲烷气体样本,取得的理论检测限为5.1 ppm。     

一种适用于微弱信号采集处理的电控系统

提出了一种具有高精度,大动态范围的微弱信号采集处理系统,采用锁相放大技术,使得其能够将微弱信号进行放大,提高系统的信噪比。描述了电控系统的组成,硬件选型以及功能特点。实际使用和测试表明该系统能够达到104的动态范围,并具有很高的灵敏度。     

有关光电检测技术中的一个放大性电路的设计

光电检测技术是一个电子技术与光学技术紧密结合在一起的一个新兴的检测技术,具有二者的优点,在光电光电检测系统中光电器件紧密连接一个低噪声前置放大器,它的任务是:放大光电探测器件所输出的微弱电信号;匹配后置处理电路与探测器件之间的阻抗。对前置放大器的要求是:低噪声、高增益、低输出阻抗、足够的信号带宽和负载能力,以及良好的线性和抗干扰能力。针对不同类型的光电检测系统的相应的前置放大电路的种类不同有T型网络前置放大电路、差分式前置放大电路、双运放前置放大电路、高阻型前置放大电路,低阻型前置放大电路等等。     

被动FTIR遥感技术的微弱信号调理电路设计

微弱信号调理电路设计的好坏直接影响到被动傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的探测精度。基于HgCdTe光电导型红外探测器接受干涉光后输出的微弱电信号来设计前置检测电路和放大电路,该电路具有高增益、高信噪比、相位补偿功能,有效降低了噪声和温漂以及大的动态输入范围等特性。红外探测器将干涉红外光转换为10-8mA数量级的微弱电信号,在此输入条件下对信号调理电路进行实测,试验结果表明,该电路测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可以在光谱仪应用中验证其正确性和可行性。     

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。     

弱信号锁相放大CD552-R3电路

锁相放大电路是微弱信号检测的重要方法.基于CD552-R3相敏检波芯片设计了一种锁相放大电路,应用于大背景噪声下微弱信号的检测.采用信号发生器产生的标准信号和染噪信号,对该锁相放大电路进行了鉴幅和鉴相性能测试,并在不同强度噪声下对弱信号进行检测.测试结果表明:研制的锁相放大电路输出线性度高于0.9999,具有良好的鉴幅和鉴相特性,能将信噪比为-36 dB的毫伏级信号提取出来,可用于大背景噪声下微弱信号的检测.     

基于盖革APD阵列的单通道激光雷达信号读出电路设计

随着测量技术的发展,激光雷达技术成为研究的热点,选取工作在盖革模式下的集成APD阵列雪崩二极管作为激光雷达的光电探测器,在探测距离为100-200m范围内,选择上升沿为5ns的激光脉冲,则接收带宽在70MHz~88MHz范围内,在此范围内APD探测器将接收到的回波信号转化为电信号,用TIA跨阻放大器反向放大模式将电流信号转化为电压信号,并将信号有效放大,输入至时刻鉴别电路,时刻鉴别电路用电压比较器来实现,最终可输出COMS逻辑电平信号;用TINA仿真软件进行仿真,仿真结果表明在接收带宽范围内TIA放大器的增益动态范围达到了54dB,总体电路延迟约为10ns。     

一种基于DSP6416光电微弱信号检测方法

在自由空间中将接收到的距离为10km调制的微弱激光信号,利用PIN光电探测器转变成电信号,经过快速采集系统,通过DSP6416(TMS320C6416T)HPI接口传送到DSP6416中.在DSP6416内部对淹没在噪声里的微弱信号进行放大,低通滤波,改进的自相关运算等,形成一种独特算法,获取微弱激光信号信息.     

高频绿激光微弱信号检测技术的研究

介绍了一种无配合目标测距、测厚的实验系统。该系统用半导体泵浦固体绿激光器作光源、用声光调制器(AOM)进行调制、用光电倍增管(PMT)作探测器,可进行nW量级高频调制的微弱光信号检测。     

微悬臂梁压阻桥式传感器的微弱信号检测技术研究

针对微悬臂梁压阻桥式传感器的输出信号非常微弱的特点,设计了基于该类传感器的微弱信号检测电路,采用锁相放大技术来提取淹没在强噪声背景下的微弱信号,通过理论和实验证明:该设计方法很好地提取了反映变化量性质的有用信号,同时也很好地提高了系统的信噪比,满足了实际情况的需要。     

基于锁相放大技术的激光超声信号处理电路的设计

利用激光声表面波(SAW)技术对膜材料机械特性的测量(如杨氏模量、密度、厚度等)已得到了越来越广泛的应用。但激光激发激光检测声表面波(LG/LD-SAW)的频谱带宽较宽(达几百兆到GHz),一般的检测方法难以在如此高的带宽下对其进行检测。设计了一种基于锁相放大(LIA)原理的微弱信号处理电路,通过应用一特殊的去噪电路,能在很宽的频谱(GHz)范围检测微弱信号,并将其从噪声信号中提取出来。     

太阳光谱绝对测量中的数据采集系统设计

太阳光谱信号十分微弱,普通方法很难实现精密测量.本文介绍了一种基于锁相放大方法实现太阳光谱信号测量的数据采集系统,并给出了硬件电路及相关程序框图.     

锁相放大技术在光谱吸收式甲烷传感器中的设计应用

针对光谱吸收式CH4气体传感器的微弱信号检测问题,设计了一种基于平衡调制解调芯片AD630的微弱信号检测电路,重点介绍了锁相放大技术测量的基本原理,并给出相应的硬件电路,实验结果表明：该传感器响应时间为12s,测量精度可达0.03％VOL,该电路误差小、性能稳定,能够满足整体性能要求,达到了预定的设计效果.     

基于负反馈理论的信号调理电路设计

零中频多普勒雷达的接收信号幅度通常会有较大的动态范围,而这较大的动态范围给信号采集带来了不便。针对这种接收信号具有较大动态范围的情况,从负反馈思想的角度出发,设计出了一个信号调理电路,该电路包含了低噪声放大模块、自动增益控制模块、无二极管精密整流模块和减法运算放大电路模块,实现了自动增益控制的功能。在经过计算机软件仿真之后制作硬件电路,经过调试电路功能达到要求。     

XCP系统中微弱信号采集放大电路的设计与实现

根据XCP(投弃式海流剖面测量仪)测量电极和微弱信号的采集与处理技术的设计指标要求以及水下信号的特点,采用基于锁相放大技术的微弱信号采集与放大电路的设计方法,并且在信号幅度被放大的基础上,设计了压频转换电路,将幅度较小、频率较低的电压信号转换为调频信号,使测量到的电极信号便于进行传榆.最后用PSpice电路仿真软件对部分电路进行了仿真分析,结果表明所设计的采集与放大电路对XCP是可行的,可以满足设计要求.     

弹光调制干涉信号放大滤波电路设计

从弹光调制干涉具中出来的干涉光经过探测器接收所输出的电信号频率很高且幅度只有几十毫伏左右,极易受到噪声干扰。有效地将其检测提取并放大至高速AD采集信号范围600 m V~4 V对弹光调制-傅里叶变换光谱仪的光谱反演至关重要。因此,需要设计一种高频、高增益、低噪声的两级放大电路。该电路主要由直流稳压电源电路、小信号放大电路和截止频率为50 MHz的低通无源滤波电路组成。实验结果表明,该放大滤波电路可以将弹光干涉信号平稳放大至150倍左右,能够为后续的采集存储提供良好的信号源。     

基于Launchpad微弱信号检测装置的探究

对于淹没在背景噪声中的微弱信号,由于信号本身的涨落以及背景和放大器噪声的影响,其测量灵敏度受到限制。以TI公司出品的MSP430小开发板Launchpad为处理和控制的核心,设计并制作了微弱信号检测装置,通过信号放大电路、乘法器电路、滤波电路和锁相电路等信号处理,实现了在强噪声(噪声均方根电压值固定为1 V±0.1 V)背景下对待测微弱正弦信号的提取和幅值检测,并通过LCD液晶显示。实际运用表明,该系统具有操作灵活简便、测试较为准确的特点,达到了设计要求。     

一种适用于微弱传感信号检测的锁相放大电路

针对复杂噪声环境中有效提取出微弱传感信号的问题,设计了一种实用的锁相放大器电路。该设计通过产生两路正交的矢量参考信号与经低噪声放大和带通滤波后的被测信号相乘实现信号相位差检测,经过低通滤波和均方根计算等实现对微弱信号的提取。该设计采用了一种基于变换的方波乘法器,实现了动态范围宽、直流漂移小、线性度高的乘法运算,进一步提高提取信号的精度。测试结果表明,该设计不但提取的信号精度高,而且电路结构简单,对元件一致性要求低,克服了普通放大器需要被预知被测信号和参考信号相差的问题。