线性测量系统中光电探测电路的设计

在一些线性测量系统中一个重要的环节就是光电转换,光电转换由光电探测器来实现,光电探测器的好坏直接影响到最后的实验结果,为了得到好的实验结果,必须要求设计出响应快、灵敏度高、稳定度好、测量线性好、信噪比高的光电探测电路.本文就实验系统中所涉及到的光电探测电路进行研究设计,采用硅光电二极管作为光电探测器.文中分析了硅光电二极管的基本结构、等效电路、噪声等情况,并给出了实用的光电探测电路.　　1　硅光电二极管的基本特性　　1.1　基本结构和等效电路硅光电二极管的等效电路如图1所示,图中is是电流电生器,它是硅光电二极管…     

微弱光信号检测电路的设计

针对微弱光信号检测电路的噪声问题,通过建立硅光二极管等效电路模型,分析了检测电路的特性及影响电路性能的关键因素,为电路的设计提供了理论基础。以硅光二极管为光电检测器件,设计了微弱光信号检测电路。经实验测试,检测电路可有效地对微弱光信号进行检测,并具有良好的低噪声特性。     

一种新的矿物热发光现象的光电探测方法

矿物被激发而发光 ,光通量极其小 ,其检测属于微弱光信号检测的范畴 .结合传统的弱光信号的光电探测方法 ,研究了一种以电荷耦荷探测器 (简称CCD)为核心的新的矿物热发光信号的探测方法 ,并以长石矿物的三维热释光谱图为例 ,分析了该光电探测方法的特点 .据实验结果可知 ,长石矿物的热释光谱图的辐射剂量响应的灵敏度整体上比石英的灵敏度大得多 ,其谱图从光子能量角度可以分成蓝光波段和红光波段两部分 ,而且红光信号比蓝光信号稳定 ,重现性好 ,峰峰值易分离等 ;采用以电荷耦荷探测器为核心的光电探测系统 ,能够较好地区分矿物受激发光的光子能量分布 .     

微弱光信号检测电路的设计与实现

本文从PIN光伏探测器的特性入手,针对光电检测中放大微弱信号而带来的信噪比和稳定性问题,设计了一种具有电压、电流滤波和相位补偿功能的低噪声光电信号放大电路,并对电路进行了实验分析和实用化处理。     

用于光谱测量的光电二极管阵列驱动设计

为实现高动态范围多通道光谱测量,优化设计了光电二极管阵列S3924驱动电路。电路由时序产生单元、信号采集单元、控制单元3个功能模块组成。该电路使用一片EPM7064 CPLD作为光生电荷转移和信号采集的时序发生器;探测器输出信号被两个放大器同时放大,利用高速模拟开关切换方法,在单幅光谱测量中实现两级信号增益;为了防止探测器过饱和,设计了自动读出功能。最后对光谱信号噪声水平进行了评价,该噪声峰谷值小于0．01V,标准偏差在0．002V以下。     

利用A/D转换器检测微弱光信号

本文首先介绍了整个光电检测系统的组成,并且分析了光电二极管PIN的一些相关参数。为了检测微弱的光信号,我们将A/D转换器AD7714芯片应用于光电检测系统中,并讨论了AD7714与单片机的接口电路。     

微变光信号检测前置放大电路设计

针对火灾探测中遇到的微变光信号问题,设计了一个微变信号提取放大电路．根据光信号微弱且变化缓慢的特性,选择PIN光电探测器工作在光伏模式,通过设计合适的电路,使得输出电压信号与入射微变光信号成正比关系,实现了微变光信号的提取与放大．该电路简单易行,并采用完全对称结构,能很好地抑制共模信号,并通过PSPICE软件对该电路参数的选择进行仿真分析．研究表明,该电路能够很好地解决微变光信号处理问题．     

弱光强信号检测系统前级放大电路的设计

针对防伪全息产品参数检测中弱光强信号的探测,设计了一种实用化的基于ICL7650斩波自动稳零运算放大器的低噪声前级放大电路。同时,从电路形式设计和器件选择两方面论述了光电探测器基本前级电路设计要点,并在实验的基础上分析了影响光电探测器精度的因素。实验结果表明：电路输出信号信噪比大于90;电路在配置匹配电阻时输出信号的信噪比是无匹配电阻时的10倍以上。     

硅光二极管光电检测电路的研究与设计

为了满足对较微弱光信号高精度的检测要求,在详细分析了硅光二极管光电检测电路的线性响应及噪声特性的基础上,提出了对相关器件选型和电路设计形式的基本要求,并以硅光二极管探测器件DET36A及低噪声、高精度运放芯片ICL7650为例设计测试了一种可方便嵌入应用于微弱光环境下的光电检测电路。经过实验测试表明,在0.1～10 Lux低照度弱光照射下,该电路具有较好的低噪声输出特性和良好的线性响应。     

光幕幕厚与大气对弹丸红外热辐射探测性能影响研究

为改善光电探测靶的探测性能,研究了光电探测器对光幕区中弹丸红外热辐射能的获取,分析了幕厚、弹丸长度、弹丸辐射面积、大气衰减与光幕区弹丸红外热辐射特性的关系。采用将弹体划分为多个小面元的方法,建立了弹丸红外热辐射计算方程。研究了光电探测器的弹体红外热辐射通量计算方法。根据红外热辐射大气衰减理论,分析了不同波长光电探测器获得的弹丸红外热辐射能与大气透过率的关系,并计算了光电探测器在不同幕厚和作用距离下获得的弹丸红外热辐射能。结果表明:当探测距离一定时,弹丸作用于光幕的表面红外热辐射能与光电探测器接收辐射能成正比;当弹体长度与幕厚相等时,光电探测器获得的信号最强;距离越远大气的红外透过率越小,探测灵敏度越低;3~5μm波长光电探测器可获得最佳弹丸红外热辐射能。     

用于痕量检测微弱信号提取的锁相放大电路设计及实现

在分析了现代微弱信号检测的研究技术的基础上,设计了一种基于AD630芯片的锁相放大器电路,利用锁相放大器芯片内部的锁相与乘法功能,对参考信号与探测信号进行处理,实现了信号的锁相放大,通过合适的积分电路,实现了锁相放大器的设计。文章还对微弱信号的前置放大电路进行设计,从而提高了整个锁相放大器电路的整体性能。该电路成功应用于光纤痕量气体检测中,并实现了0．0001％浓度量级的一氧化碳痕量检测,提高了检测灵敏度,效果明显。     

海水营养盐微弱信号检测技术研究

基于光电检测原理和锁相放大技术,对海水营养盐微弱信号检测技术进行了研究。采用模拟锁相放大电路对光电二极管的微弱电压信号进行前置放大滤波处理,基于STM32F401硬件平台提出了改进的变步长最小均方自适应滤波算法对微弱信号做进一步滤波提取,最终实现海水营养盐微弱信号的精准检测。仿真和实验数据表明,该技术方案能够提高营养盐传感器的数据准确度和精密度。     

基于海流的海洋微小信号前端放大电路的研究

根据海流信号传感器的测量原理,提出了采集放大电路的技术方案。针对采集信号噪声大的特点,对海流电场微弱信号进行滤波提取,实现了对该信号同相分量的补偿式放大,在一定程度上克服了传感器在下沉时引起感生电场的强干扰,提高了电路测量精度。同时采用多级放大的原理,将微弱信号放大至仪器可观测的范围。通过Multisim仿真软件进行验证,结果表明,该采集放大电路满足设计要求,在保证信号质量的同时将信号放大至105~106倍。     

低噪声放大器在毫米波辐射计中的应用研究

针对传统全功率辐射计灵敏度低、结构复杂、等效噪声温度高、功耗高等特点,采用低噪声放大器代替传统全功率辐射计的检波前部分,对天线接收到的微弱热辐射信号直接在射频段进行放大后直接检波,提高了辐射计的灵敏度。首先,分析了辐射计的工作原理;然后,分析了辐射计灵敏度及其影响因素;最后,进行了改进后辐射计样机设计并详细计算了灵敏度指标;且对样机性能进行了实际测量。通过对比分析表明,低噪声放大器的引入使得同等条件下毫米波辐射计的灵敏度得到了很大提升;同时具有功耗低、体积小、噪声小、结构简单等优点,有利于毫米波辐射计在弹载武器上的应用。     

基于AD603的一种微弱信号宽带放大器设计

在通信系统中接收机天线上接收到的一般都是毫伏级的微弱信号,为能够对其进行分析处理,必须进行前置放大.文章设计一种基于运放AD603的微弱信号宽带放大电路作为前置放大电路,仿真表明该前置放大电路稳定可靠、性能优良.     

静电探测系统的研究

对利用带电目标自身所产生的静电场来获取目标信息并进行目标探测的被动式静电探测系统(包括探头、放大电路、滤波电路、进入采集芯片前的信号调理电路、抓频电路和RS232串口通讯电路等几个部分)进行了研究,并对探测系统的性能进行了实验分析,结果表明,所设计的电路能够满足预期的设计要求.