本文關(guān)鍵詞：AOTF型紅外光譜儀快速探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：近年來(lái),由于AOTF(acousto-optic turnable filter)型紅外光譜儀具備靈活,輕巧,便于在線分析等特點(diǎn),在農(nóng)業(yè)、食品檢測(cè)、土壤分析、水質(zhì)檢測(cè)等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。光譜分析技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,客觀上需要所獲光譜數(shù)據(jù)具備高光譜分辨率,高信噪比的同時(shí),達(dá)到更高的時(shí)間分辨率。但是,AOTF采用時(shí)間序列多點(diǎn)掃描采樣探測(cè),其獲取速度既取決于光譜掃描采樣點(diǎn)的多少,又取決于單點(diǎn)光譜采樣的速度。其中,AOTF型光譜儀的光譜采樣極限速度與聲光器件的聲光電傳輸響應(yīng)速度(微秒量級(jí))有關(guān),但現(xiàn)有技術(shù)主要受限于光電探測(cè)采樣速度,特別是信號(hào)采樣速度。AOTF型紅外光譜儀電路設(shè)計(jì)方法一般采用鎖相放大電路,該設(shè)計(jì)方法信噪比高,性能穩(wěn)定,技術(shù)也比較成熟,單點(diǎn)采樣速率為百毫秒量級(jí).鎖相電路的原理是先把信號(hào)調(diào)制成一個(gè)具有特定頻率的交流信號(hào),然后使用多級(jí)濾波電路將噪聲濾除,然后經(jīng)過(guò)解調(diào)制得到可供采集的目標(biāo)信號(hào)。這種將信號(hào)調(diào)制然后再解調(diào)的方法限制了整個(gè)系統(tǒng)的采樣速率,因而很難進(jìn)一步提高。本文基于AOTF型光譜儀特性,面向光譜分析技術(shù)對(duì)光譜采樣速度的進(jìn)一步追求,采用了一種積分型消噪放大采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)在于使用了一個(gè)可編程精密低噪聲積分器,通過(guò)控制積分器所附的兩個(gè)編程開(kāi)關(guān)的閉合時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)積分時(shí)間的控制,從而達(dá)到放大信號(hào)的目的,有效地提高速度。在電路調(diào)試及測(cè)試基礎(chǔ)上,完成實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)建及實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)同一信號(hào)強(qiáng)度不同積分時(shí)間下以及不同信號(hào)強(qiáng)度固定積分時(shí)間下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析,試驗(yàn)表明該電路方便快捷、可控性好,能夠保證對(duì)微弱信號(hào)的高靈敏度探測(cè)的前提下提高采樣速度,具有潛在的工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：AOTF紅外光譜儀 采樣速度 信噪比 精密低噪聲
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH744.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 光譜儀的發(fā)展史9-14
• 1.1.2 濾光片型9-11
• 1.1.3 光柵型11-12
• 1.1.4 傅里葉變換型12-13
• 1.1.5 聲光可調(diào)諧濾波器型13-14
• 1.2 AOTF的發(fā)展史及其應(yīng)用14-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展16-18
• 1.4 國(guó)外研究進(jìn)展18-19
• 1.5 論文的主要內(nèi)容19-21
• 2 聲光可調(diào)諧濾光器及其射頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)21-36
• 2.1 AOTF的分光原理21-23
• 2.2 聲光可調(diào)諧濾波器器件23-25
• 2.3 射頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)25-36
• 3 光譜探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)36-66
• 3.1 光電探測(cè)器36-38
• 3.2 基于鎖相的高信噪比電路設(shè)計(jì)38-51
• 3.2.1 互阻抗I/V轉(zhuǎn)換38-44
• 3.2.3 鎖相電路設(shè)計(jì)44
• 3.2.4 窄帶濾波44-46
• 3.2.5 鎖相放大46-51
• 3.3 本系統(tǒng)精密低噪聲放大模塊51-54
• 3.3.1 工作原理及主要特點(diǎn)51-52
• 3.3.2 主要使用方法52-54
• 3.4 采樣電路及其通信電路54-56
• 3.4.1 采樣電路的設(shè)計(jì)54-56
• 3.4.2 通信電路設(shè)計(jì)56
• 3.5 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)56-61
• 3.5.1 上位機(jī)軟件56-59
• 3.5.2 下位機(jī)軟件59-60
• 3.5.3 通訊協(xié)議60-61
• 3.6 電源模塊61-63
• 3.7 系統(tǒng)光譜定標(biāo)63-66
• 4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論66-74
• 4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析67-71
• 4.2 兩種電路設(shè)計(jì)的比較71-74
• 5 總結(jié)和展望74-76
• 5.1 研究總結(jié)74-75
• 5.2 未來(lái)展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱靜;;實(shí)時(shí)信號(hào)檢測(cè)在水下信號(hào)識(shí)別中的研究及系統(tǒng)仿真[J];艦船科學(xué)技術(shù);2015年05期

2 陸為民;田樹(shù)香;陳真誠(chéng);;基于積分放大器IVC102的脈搏數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2015年02期

3 王闐;;電子電路噪聲的研究[J];電子制作;2014年03期

4 劉志剛;;基于LabWindows的ⅡR典型數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)方法[J];唐山學(xué)院學(xué)報(bào);2013年03期

5 李少東;;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道電路設(shè)計(jì)[J];電子質(zhì)量;2012年03期

6 楊威;左月明;吳海云;;橢圓低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真[J];機(jī)電工程技術(shù);2012年01期

7 鄒玲;郭彪;楚思紅;;基于LabVIEW的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)[J];湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

8 劉偉;何曉亮;王智林;楊嵩;吳畏;蘭敏;;中紅外聲光可調(diào)濾光器[J];壓電與聲光;2011年02期

9 呂堅(jiān);周云;張東路;蔣亞?wèn)|;;一種新型低噪聲高均勻性紅外焦平面讀出電路[J];微電子學(xué);2010年02期

10 向賢毅;溫志渝;龍?jiān)俅?洪明堅(jiān);梁玉前;徐溢;;微型近紅外光譜儀分析系統(tǒng)的研制[J];光譜學(xué)與光譜分析;2009年08期

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本文編號(hào)：959360