CO是工業(yè)生產(chǎn)和尾氣排放過程中的一種重要?dú)怏w。針對CO氣體TDLAS檢測系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一種復(fù)合信號發(fā)生電路。該電路采用STM32控制AD9106生成激光器調(diào)制所需的1路正弦波及鎖相放大正交檢測所需的2路相位差90度的正交方波,用于CO氣體TDLAS檢測系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)際電路測試,該電路工作穩(wěn)定,生成信號有較高的精度和穩(wěn)定性,可以滿足CO氣體檢測系統(tǒng)需求,同樣適用于其它的TDLAS氣體檢測系統(tǒng)。 

【文章來源】：激光雜志. 2020,41(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)總體框圖

采用ST公司生產(chǎn)的STM32F105RCT6處理器作為主控，該芯片支持Thumb-2指令集，嵌套矢量中斷，具有豐富的外設(shè)和多種通信接口。STM32F105具有低成本，低功耗等優(yōu)點(diǎn)，在控制和嵌入式設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，能夠滿足本電路設(shè)計(jì)需求，主控器的原理圖如圖2所示。電路中使用STM32F105主控芯片的SPI接口，控制AD9106生成1路正弦波以及2路頻率為正弦波2倍，相位差90°的正交方波。主控芯片可以和上位機(jī)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)電路的控制，通過自定義的串口命令，可以控制輸出信號的開始、停止，設(shè)置信號的幅度和頻率等參數(shù)。上電后，主控芯片會(huì)對AD9106進(jìn)行初始化，輸出默認(rèn)的信號，若收到上位機(jī)命令，會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作，改變輸出信號狀態(tài)。

TDLAS氣體檢測系統(tǒng)工作時(shí)，需要信號發(fā)生電路產(chǎn)生1路正弦調(diào)制信號疊加到另一路掃描信號上，驅(qū)動(dòng)激光器產(chǎn)生特定頻率的光束，通過測量氣體對激光的選擇性吸收來獲取氣體濃度，同時(shí)還需要兩路頻率為方波2倍的正交方波實(shí)現(xiàn)鎖相放大檢測功能。信號的精度和穩(wěn)定性對檢測系統(tǒng)精度有著直接的影響，為了滿足檢測系統(tǒng)的需求，采用美國ANALOG DE-VICE公司生產(chǎn)的AD9106芯片來實(shí)現(xiàn)多路信號的生成[11]。AD9106具有4路輸出通道，內(nèi)置SRAM，直接數(shù)字頻率合成器，鋸齒波發(fā)生器等模塊。片內(nèi)DDS支持12位精度、最高180 MHz的正弦波輸出，帶24位調(diào)諧字，可以任意設(shè)置相位。內(nèi)置模式存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)用戶自定義波形。該芯片有4路輸出通道，每個(gè)通道可以獨(dú)立選擇輸出信號類型，設(shè)置輸出信號頻率、幅度、相位等參數(shù)。主控可以通過SPI接口芯片連接該芯片，進(jìn)行芯片參數(shù)的設(shè)置[12]。AD9106電路圖如圖3所示。系統(tǒng)上電后，主控器對AD9106進(jìn)行復(fù)位操作，然后進(jìn)行初始化，設(shè)置時(shí)鐘頻率、初始頻率、串口傳輸模式，選擇不同通道輸出的信號類型，初始的頻率、相位、幅度等參數(shù)，然后啟動(dòng)信號的輸出。當(dāng)接收到新的命令后，可以實(shí)時(shí)更改輸出信號的參數(shù)。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3124750