光幕测速法中微弱光信号的分析与检测

构建了弹丸通过光幕的几何模型,提出了用于检测微弱光信号的边沿提取法,设计了由预处理电路、级联滤波放大电路和整流电路三部分组成的模拟电路,通过滤波的方式可有效滤除自然光和蚊虫噪声的干扰,实现微弱信号提取。该方法还可有效克服弹丸属性对测量的影响,增强检测系统的适应性。仿真实验表明,电路可以有效提取放大微弱的光信号,信噪比达到20 dB以上,满足探测的要求。     

激光旋光仪中微弱光信号检测系统的设计与实现

光信号检测是激光旋光仪中一个不可或缺的组成部分。要求检测系统具有较高的测量分辨率、良好的测量重复性、高抗干扰性能和较高的测量精度。在该微弱光信号转换与信号提取系统中,前置放大器和滤波器的设计直接决定了对被检测信号的有效提取,对整个系统性能起着决定性作用。基于此,该系统利用T型电阻网络设计了前置放大器,对输出的微弱信号进行放大;利用双二阶环电路设计了窄带带通滤波器,滤除噪声后对信号进行提取。实验结果表明,该检测系统能将光功率为90nW的微弱光信号转换成幅度为240mV的电压信号,并且有效地抑制了噪声。     

一种微弱光信号相关检测方法的硬件实现

利用伪随机序列的良好随机性可以测量淹没在噪声和干扰中的微弱光信号,这是一种相关检测方法.在阐明测量原理的基础上,设计了采用该方法的测量系统,采用FPGA实现FFT算法从而完成测量所必需的信号相关处理.实验结果表明,完全由硬件实现的测量系统可以近于实时地完成微弱光信号的测量.     

基于自适应阈值的炸点时间测量系统

针对炮弹炸点光信号的强度与频谱特性,设计了一种基于自适应阈值的炸点时间测量系统.系统将光电传感器和微弱信号检测技术结合起来,先采集背景光的分布,以此为依据独立设置多种判断阈值,使得探测器周围和边缘信号的阈值电平随信号变化自适应地改变;同时采用电路硬件和软件互锁的方法防止误触发,实现了炸点信号的准确捕捉.实验表明该系统在白天或干扰光线比较强的场合都能可靠工作,系统的测量误差不超过0.2 ms.     

气动柔性手指的位置检测系统设计

基于气动柔性弯曲关节,设计了三关节气动柔性手指,针对该手指指尖位置检测和控制的需要,设计了基于PSD的指尖位置检测系统;在气动柔性手指指尖上安装一个点光源,与手指平行设置一块PSD光敏面,手指指尖运动轨迹通过点光源反映在PSD光敏面上,PSD将光源轨迹转换成电流信号.通过调理电路将电流转换成电压信号并放大,用PCI-1711数据采集卡采样电压信号,通过软件处理计算出手指指尖的位置和运动轨迹;实验表明在保证手指安装位置精度的条件下,能够得到比较精确的结果。     

动态光散射测量超细颗粒实验系统仿真

由于进行动态光散射超细颗粒大小测量实验困难.为准确测量,利用多尺度的小波变换技术,提出了一种小波变换的动态光散射信号的模拟方法,建立了一个测量超细颗粒的实验仿真系统.首先,系统采用小波变换的信号模拟方法获取动态光散射信号,然后,利用AR模型谱估计方法对模拟信号进行功率谱计算,最终采用非线性最小二乘法对功率谱进行拟合反演出粒径,从而实现了颗粒测量实验系统的仿真.采用该系统,对100nm及500hm颗粒测量实验进行了仿真,仿真测量的粒径反演误差分别为1.22％及0.82％,满足国标误差要求.因此,改进系统用于动态光散射测量超细颗粒实验仿真是可行的,为动态光散射技术的研究提供了一种简易、便捷的实验方法.     

基于光反馈自混合干涉的任意振动信号重构

阐述了光反馈自混合干涉的原理，基于光反馈自混合干涉效应，设计一种振动信号测量系统。根据光反馈自混合干涉信号的特点建立了自混合干涉振动测量模型，并设计了测量方法及数据处理算法。仿真分析及实验结果验证了测量方法的可行性。该系统的最小分辨力为半导体激光器光波波长的二分之一，最大误差为半导体激光器光波波长的四分之一，可以用于测量任意振动信号。     

散射式无线能见度仪设计

设计了一种前向散射式高精度能见度仪.该能见度仪接收端采用光电传感器BPV10,将发射光在空气中的散射信号,并经过放大、滤波和A/D转换取得数字信号.系统采用TMS320X2812以提高系统终端数据处理速度,采用CC2530实现无线数据传输.实验结果表明:该系统精度高、使用维护方便,能够较好满足气象站的观测要求.     

基于FPGA的混沌信号发生器的设计与实现

提出了基于FPGA设计混沌信号发生器的改进方法.采用Euler算法将连续混沌系统转换为离散混沌系统;基于IEEE-754单精度浮点数标准和模块化设计理念,使用Quartus Ⅱ软件,采用VHDL和原理图相结合的方式设计混沌信号发生器.最后,在FPGA实验系统上进行实验,在示波器上显示了混沌吸引子的相图及时域混沌信号.由于采用了基于数据选择器的面积优化方法,复用耗费逻辑资源较多的浮点运算模块,大大减少了混沌信号发生器所占用的FPGA逻辑资源.实验结果表明了该方法的有效性和通用性.     

PSD幅值定位法多光束同步检测技术研究

在光电精密位置检测系统中,采用尽可能少的光电探测器从多路光束中获取足够信息实现检测,有利于提高系统的可靠性并降低成本.从信号同步检测的思想出发,对位置敏感探测器(Position-Sensitive Detector,简称PSD)幅值定位法多光束同步检测技术的理论和实验系统进行了深入研究,设计了分离不同频率信号的信号处理电路,分别使用单片一维PSD和二维PSD对两路光束进行同步检测与信号分离实验,证明可以完成多光束的同步检测,并估算出了所设计的实验系统能够同步检测的最大光路数.研究工作为多光束信号同步检测提供了一种新方法.     

基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统设计

为解决目前汽车动态称重过程中存在的电磁干扰和精确度低的问题,在分析光纤微弯传感器测量原理的基础上,提出了一种基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统.压力的变化引起传感光纤发生弯曲变形,产生输出损耗,通过测量输出光强的变化实现汽车重量的动态称量;设计相应的光电转换和采样放大电路,并采用小波变换对采样信号进行去噪处理.对光纤传感系统的静态响应特性进行验证表明:在0～3 000 kg的范围内光纤传感系统具有良好的线性响应特性,灵敏度为3.8 mV/kg;动态响应实验表明:当汽车通过速度小于15 km/h时,光纤微弯动态称重系统的测量误差小于5.4%,能够满足动态称重的需要.     

A scalable optoelectronic neural system using free-space opticalinterconnects

The design of a scalable, fully connected 3-D optoelectronic neural system that uses free-space optical interconnects with silicon-VLSI-based hybrid optoelectronic circuits is proposed. The system design uses a hardware-efficient combination of pulsewidth-modulating optoelectronic neurons and pulse-amplitude-modulating electronic synapses. Low-area, high-linear-dynamic-range analog synapse and neuron circuits are proposed. SPICE circuit simulations and an experimental demonstration of the free-space optical interconnection system are included.     

基于光源扫描的三角法位移测量方法

对激光三角法测量位移的几种光路布局方案及其特点进行了比较,在此基础上,提出了一种新的基于光源扫描的三角法激光位移测量方法,阐述了激光三角法测量原理,并设计了相应的测量系统,分析了影响系统精度的因素。理论分析可知,该系统的测量分辨力可达到1.5×10-5m。实验结果表明:此系统有很强的实用性,测量范围为0mm~10m,适用于工业生产。     

Global modes and coupled modes for integrated twin circular-side octagon microlasers

Whispering-gallery mode(WGM)microlasers are potential light sources for photonic integrated circuits and optical information processing.In this paper,an integra...     

USB2.0接口在分振幅光偏振仪中的应用

基于USB2.0接口技术,利用单片机CY7C68013研制了分振幅光偏振仪的电子学系统.光电探测器将光偏振仪光学系统产生的多束光的光强线性地转换为电信号,经信号调理后,由多通道高速A/D转换器转换为数字量,然后通过USB2.0接口高速传输到PC机.利用PC机上的应用程序实现标定和测量时的数据采集和数据处理.测试结果表明:采用该电子学系统的分振幅光偏振仪具有测量速度快、精度高、安装方便等优点,测量时间小于10-3 s,斯托克斯参数的平均偏差小于1%.     

Contactless, high-speed waveform measurements on gallium arsenideICs

A setup for photoemission testing, which compares favorably with results from electron-beam testing, particularly in terms of measurement time, is presented. The photoemission sampling system described has a unique detector design and a viewer for the added convenience of the equipment operator. performance results when this technique is used to measure delay and rise times on integrated gallium arsenide MESFET circuits are reported. The switching time of these circuits is around 200 ps. The system measures electrical pulses with an 8-ps rise time, so these GaAs circuits can be tested by the system. An interesting feature for special testing is the system's ability to activate devices within a chip by a pulsed visible light beam     

基于布里渊散射的光纤传感系统性能分析

根据布里渊光纤时域分析(BOTDA)传感系统连续光谱谱宽较宽的特点,分析了光源强度噪声对直接检测BOTDA光纤传感系统性能的影响,结果表明,连续光源的强度噪声造成系统信噪比的急剧下降.另外,根据布里渊光纤时域反射(BOTDR)传感系统信号很弱的特点,分析了非相干外差检测和带前置光放大器的直接检测BOTDR传感系统的信噪比.     

基于ZigBee技术的家庭环境监测系统的设计

主要介绍基于ZigBee技术的射频芯片CC2420与MSP430449单片机为核心的家庭环境监测系统的硬件电路设计和软件流程设计。实现了在家庭环境中对温度、湿度以及灯光的控制。     

用光学扫描器构成的新型 精密位移侧量系统

本文研究由位移传感用的光学扫描器、简单光学系统、栅距很大的粗线纹反射式光栅尺(λ=0.635mm)和信号处理电路等构成的新型精密位移测量系统。对光学扫描器作了简要介绍。阐述了该系统的工作原理、电路框图和动态鉴相细分电路。实验结果表明,本系统测量误差小于±0.01mm,分辨率为lμm。与国内现有位移测量系统相比,新系统具有工作间隙特别大(15mm左右),光栅尺不用密封,耐现场污染,容易在车间推广使用等优点。