基于PC的程控锁相放大器研制

基于PC机和LabWindows/CVI,采用自制数采卡和LIA－MV－150锁相放大模块,研制了一种用于微弱光信号测量的程控锁相放大器,文章介绍了该仪器硬件软件的设计方法。     

基于AD630的双相锁相放大器设计

在利用激光吸收光谱技术进行摩托车尾气检测的系统中,携带有用信息的光信号是微弱信号,淹没在很强的噪声和其他干扰的背景中,因此必须采用微弱信号检测技术中的锁相放大器来实现有用信号的提取。阐述了微弱信号检测的基本原理,比较了单通道和双通道的锁相放大器的优劣,设计了运用AD630作为相关乘法器的双相矢量锁相放大器。     

锁相放大器在激光外差信号检测中的应用

目前,激光外差技术在激光测振、测速和测距等精密测量中已有广泛的应用,但在这些应用中待检测的光信号都非常微弱且含有大量噪声。为了提取该信号采用锁相放大器作为系统检测电路,在分析锁相放大器原理的基础上,设计了锁相放大器各模块电路并仿真。经实验测试,在给锁相放大器加幅度为0．01～0．5mV的信号时,在电路输出端可以得到信号。     

基于正交锁相放大器的风洞天平信号检测系统

为了提高六分量天平信号的检测精度和抗干扰能力,设计了一种基于正交锁相放大器的风洞天平信号检测系统,由电桥激励源、正交参考信号源、正交锁相放大器及A/D转换等模块电路组成。设计的正交参考信号源采用数字闭环反馈控制方式,有利于参考信号的实时监测与调整,在实测中有效实现激励信号±2.5V、参考信号为1V条件下幅度波动小于2%,正交锁相放大器用于实现六路电桥输出信号同参考信号的正交检波,并输出双路直流分量,经放大处理后转换为数字信号,由MCU计算得到各路电桥的实际输出信号值。经过测试分析,系统能够较准确地检测天平信号,且电桥检测信号有效分辨率约1μV,最大误差为2μV,准确度优于0.2%,有效验证了系统整体设计参数要求,并在实际测试中具有较大的抗干扰特效。     

基于锁相放大器的低通滤波环节优化设计

对于实时成像系统,锁相放大器的低通滤波环节是影响系统响应速度的关键因素。基于理想运算放大器模型所构建的低通滤波器,未考虑非理想器件参数的影响,所设计出的低通滤波器响应性能并不理想。研究非理想运算放大器对滤波器响应时间的影响,并编制了基于MATLAB的软件包,用于计算其最优参数值,以构建所需滤波器,提高成像系统的实时性。     

基于LabWindows/CVI 5.0的程控锁相放大器研制

采用自制数采卡和LIA-MV-150锁相放大模块,在NI公司LabWindows/CVI5.0虚拟仪器设计平台上,研制了一种用于微弱信号测量的程控锁相放大器.本文介绍该仪器硬件软件设计方法.     

用光纤多普勒效应测量血流速度

本文介绍了光纤基本特性、光纤多普勒效应及其在测量血流速度方面的应用,可实现非接触、高精度的测量。     

锁相放大器与四极滤质器的组合使用

锁相放大器与四极滤质器的组合使用陈佩芳上海轻工业高等专科学校上海：２００４３３四极滤质器能检测出容器中各种气体成份的大小。但在离子流小于５×１０－１５Ａ的时候,噪声与信号可相匹敌,有时甚至讯号被埋没在噪声中。在这种情况下用直接放大的方式是无法检测讯号...     

锁相放大器监测焊条表面分形维数的两种方法

采用的锁相放大器监测焊条表面分形维数的两种方法，给出了测试原理、测试装置、方法和部分结果。     

光纤放大器的应用进展

光纤放大器的出现解决了衰减和损耗对光网络传输速率与距离的限制.掺铒光纤放大器(EDFA)的使用,使超高速、超大容量、超长距离的波分复用传输、全光网络传输、光纤有线电视(CATA)系统、光孤子传输等成为现实.     

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。     

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。     

Velocity correction of the Janus configuration laser Doppler velocimeter

The error of laser Doppler velocimeter (LDV) based on Janus configuration is analyzed as the vehicle inclines. Analysis shows that the error of the Janus configuration LDV depends on the vertical velocity to horizontal velocity ratio (VHR) only. But the measurement accuracy of the Janus configuration LDV will be not high enough to meet the requirement of vehicle self-contained navigation system, if the VHR of the vehicle is overlarge in powerful rough ground. The error of the Janus configuration LDV is corrected through an inclinometer whose precision of angle needed is only 2%. Simulation shows that the error of the Janus configuration LDV after correction can be limited below 0.1% even as the VHR reaches 0.3 and pitch angle is 15°.     

二维点列式激光多普勒法测量物体速度

提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内时,系统即可以获得其速度信息。与扩展光束型的多普勒测速系统相比,该方法具有空间分辨率高及能量集中等优点,因此可以用于远距离探测。另外,对固体表面散射光的多普勒信号进行了分析及模拟。结果表明:测量结果与模拟结果相一致,且经频谱校正后的平均误差可以达到1.63%。该系统结构易于集成,调节方便,适用于轨迹有一定波动量的空间物体的速度测量。     

基于锁相技术和磁光调制的旋光角度检测

根据法拉第磁光效应和锁相基本原理,研究了经磁光调制后的偏振光通过旋光物质后的偏转情况,分析了透射光信号中的与调制频率相同的基频信号和二倍于调制频率的倍频信号。通过对基频幅值和倍频幅值进行比较,提出了一种测量旋光角度的计算方法,根据旋光角和磁偏角两者之间的关系,提出了一种用标准石英管来标定法拉第磁光效应中磁偏角大小的方法,并对其进行了实验研究,证明了这种测量方法的可行性。     

A novel mathematic model of LASER Doppler velocimeter for the velocity measurement of solid-state surface

The interference fringe model and the principle of light scattering are applied to establish a mathematic model of LASER Doppler velocimeter (LDV) to analyze the Doppler signal of the solid-state surface. The reflectance and the average size of particles are used to represent the characteristic of the solid-state surface. The relationship among the characteristics of the solid-state surface, the signal intensity and the measurement accuracy is given by numerical simulations and experiments. Results show that Doppler signal is a cosine signal superposed on a Gaussian basement; the relative error of the system is less than 0.5% when the average size of particles is smaller than 140 μm, but the relative error fluctuates strongly and the measurement is not accurate when the average size of particles is larger than 140 μm. LDV will measure the speed of a moving solid-state surface precisely if the surface roughness is within the range.     

频谱校正方法在激光测速中的研究

由于多普勒信号处理技术在整个激光多普勒测速(LDV)系统中起到关键作用,针对仅利用快速傅里叶变换处理多普勒信号存在精度低的问题,频谱校正方法的研究显得十分必要。通过阐述比值法、能量重心法和相位差法三种离散频谱校正方法的基本原理和仿真实验,表明三种方法均可使校正频率更加接近真实值。考虑到算法的复杂度和抗噪性能等因素的影响,选用了能量重心法对实测多普勒信号进行频率校正,且校正效果明显。     

基于激光多普勒技术的PZT薄膜压电性能测试研究

应用基于激光多普勒技术的微小形变分析方法,并引入数字锁相技术,成功实现了PZT(Pb(Zr,Ti)O₃)铁电薄膜的压电性能测试。对商用压电陶瓷在小信号激励下的压电性能测试表明,数字锁相技术的引入能有效抑制系统噪声,并提高激光多普勒系统的位移检测分辨率,使其达到皮米量级。此外,研究了用溶胶-凝胶技术和溶胶-电雾化技术制备得到的PZT薄膜的电压-位移曲线和压电位移"蝴蝶线",实验结果表明:在5 V直流偏置下测得两种方法制备得到的PZT薄膜的d₃₃压电系数分别为218.7 pC/N和215.8 pC/N,相应的标准偏差分别为12.7和28.6。     

基于光纤激光器的相干多普勒激光雷达

介绍了一种基于掺铒光纤激光器的相干测速激光雷达,该雷达具有成本低、可靠性高和结构新颖的特点。雷达系统的光路完全采用通信用光纤器件构成,单模光纤耦合器用作分光器和混频器,偏振无关的光纤环形器用作光学天线收发开关,所有光路器件采用单模光纤连接。雷达系统采用频谱分析法进行鉴频获取中频信号的中心频率。研制了原理样机并进行测速试验,系统可以探测的最小速度小于0.4 mm/s,测速精度优于0.1%,输出非线性度小于70×10~(-6)。     

一种基于PC微机的新型激光多普勒信号处理器研究

激光多普勒测速(LDA)已成为科学研究中测量固体表面运动速度和复杂流场流动速度的一种强有力的手段,受到普遍的重视.而多普勒信号处理器则在整套测速系统中起着非常关键的作用.基于PC机的LDA信号处理器采用平均周期图法对LDA光电信号进行分析,并利用补零、加窗、频率放大等信号处理措施大大提高了整套系统的噪声适应能力,同时简化了系统的硬件结构.随着PC机的迅速发展,这种信号处理方法必然有着越来越好的发展前景.