光纤摆式加速度计摆幅检测灵敏度的研究

在摆式光纤加速度计中,采用四象限探测器检测光纤摆的末端位移,其检测灵敏度是影响加速度计精度的重要因素。为了提高四象限探测器对光斑位移的灵敏度,先由光纤出射光强分布的特点,将光斑等效成两个平均分布光强光源的叠加。然后,结合探测器光电转换的规律,计算了在光纤摆动的情况下各象限光电二极管的输出电压。最后,对四象限探测器光电流信号的两种处理方案进行了比较计算,得到了四象限探测器检测灵敏度和光源及后续处理电路各种参数关系的计算公式。实验结果表明：当光纤摆与四象限探测器的距离为1mm时,检测灵敏度可达63mV/μm。全文详细分析了各种影响四象限探测器检测灵敏度的因素,通过合理的参数配置,可得到优化的灵敏度数值。     

QD光斑位置检测影响因素分析

四象限光电探测器（QD）以其帧频高、解算电路简单、可靠性好被广泛应用于激光通信的光轴对准过程中,在利用QD进行光斑位置检测时,要尽可能提高光斑位置的检测速度和检测精度。由于光斑检测精度会受到背景光、大气湍流、探测器形状等因素影响,给光斑检测带来一定误差,使系统可靠性降低。为了更好的抑制背景光、大气湍流等因素对光斑检测系统带来的影响,本文进行如下详细分析。     

四象限探测器光斑定位精度影响因素研究

基于四象限探测器的光斑位置检测原理,建立了不同光斑半径、能量分布和探测器死区等影响因素下四象限探测器输出偏置电压与光斑位置的表征关系．数值仿真结果表明：通过选择合适的光斑半径大小、探测器的测量区域、选择死区较小的探测器等,可有效提高探测器的定位精度．基于仿真分析,搭建了测试实验和利用均匀光斑、探测器存在死区情况下的表征方程对测量结果进行数值计算．实验结果表明：与标准值比较,在该表征方法下,在300μm范围内,四象限探测器光斑中心定位精度为0.35μm,均方根为0.18μm.     

激光对四象限光电探测器破坏实验研究

激光对四象限光电探测器破坏实验研究牛燕雄汪岳峰刘新张雏（军械工程学院石家庄０５０００３）四象限光电探测器用于导弹等探测系统的二维方向上目标方位定向。激光极易造成光电探测器的干扰和破坏，导致导弹等探测系统的失灵。本文就激光对四象限光电探测器干扰和破坏进...     

四象限探测系统信号光斑的优化设计

分析了四象限探测系统角误差形成的原理。深入研究了探测器角误差形成原理与光斑位置、大小和探测器面积的关系,证明光斑半径r小一些有利于提高误差信号Ux、Uy的测量精度,r大一些则有利用扩展Ux、Uy的测量线性区。从与误差信号测量误差关联的原理误差及与信噪比SNR有关系统误差出发,提出了光斑大小优化设计的问题,得出实际设计的光斑大小稍大于探测器有效半径的1/2有助于改善系统性能,并通过相关系统研制稳定性跟踪试验给予验证。     

基于四象限探测器的激光告警接收机信号处理系统设计

针对目前常有激光告警接收机在信号处理中出现的激光窄脉冲判断力低以及整体结构复杂的技术缺点,提出了一种基于四象限探测器激光告警接收机信号处理系统设计方案,并对其进行了详细的硬件电路设计。分析了低输入内阻对激光窄脉冲响应时间的影响,设计了200欧姆输入阻抗的前置放大电路,在使用3mm大直径的四象限探测器的情况下,成功获得了8ns的激光窄脉冲响应时间;采用两级放大电路的输出同时进行电压保持的方法,在一级放大的基础上,获得了16.9dB的动态范围;采用峰值电压保持的方法,电压抖动时间只需要200ns且输出电压平坦,成功解决多路窄脉冲信号高速采集问题。通过实验表明,接收机接收动态范围可达到34dB,输出波形稳定且易于后续电路采集。     

针对位置灵敏涂硼稻草管中子探测器的读出电子学设计

涂硼稻草管中子探测器将替代3 He管探测器应用在清华大学微型脉冲强子源(CPHS)小角散射谱仪上。该文设计了针对该新型位置灵敏中子探测器的读出电子学系统,通过分析探测器和前端电路的噪声,得出了位置分辨率的估算方法,并结合根据探测器输出信号特征优化了电路参数。对1.0m长的涂硼稻草管及其读出电子学系统分别进行了电荷注入测试和中子束流测试,位置分辨率的测试结果分别为2.7mm和4.5 mm。实验结果表明:涂硼稻草管及其读出电子学系统的性能可以满足CPHS小角散射谱仪对中子位置测量的需求。     

基于PSD的微小步行机器人位置检测实验系统

作者研究了一种微小步行机器人(体积为20×18×40)的位置检测系统.组合位置敏感探测器(PSD)、信号处理电路、A/D卡、数据采集、处理和测量模块,形成了位置检测实验系统,设计了实验方案并进行了验证性实验研究.初步的实验结果表明,作者设计的检测系统的测量原理、实验方案是正确的,软硬件设计与配置是正确可行的,适用于微小步行机器人的位置测量.该系统经进一步的优化和改进,还可以应用到更为广阔的领域.     

空间大视场多波段激光告警技术研究

战场上激光武器的使用,使卫星受到攻击的概率增大,为此必须研究提供星载激光告警设备。传统激光告警系统功能单一。现采用四象限探测器作为概率告警系统,引导焦平面探测器进行精确方位探测,组成新型激光告警系统,它具有多波段、探测阈值高、视场大、测角精度高的特点。对于激光告警系统的设计进行了详尽阐述,通过对实验结果的分析,提出了改进方案．     

离子感烟探测器电路分析

离子感烟探测器主要是以电离烟雾检测器件MC14467为核心,设计的一种理想的室内烟雾感应探测器件,他体积小,安装简便快捷,经久可靠,基本电路可分为五个部分即：探测器工作电源;探测器接口电路;探测器烟雾检测电路;探测器报警电路;探测器报警指示灯控制电路．     

采用四象限探测器的智能跟踪定位算法

为了提高跟踪定位系统的跟踪精度与响应速度,提出了一种增益可调的快速跟踪定位(GAFT)算法,以实现对目标的快速定位及在信号较弱时的精确定位,该算法首先根据目标在四象限探测器上光斑成像的大小、位置与输出信号间的关系,确定光斑在探测器上的线性变化区间,并在此区间上得到光斑移动与信号变化的对应关系,再实时采集光斑在4个象限上的信号之和,作为目标光斑信号强度,然后计算光斑信号强度的变化率,采用自适应学习的方法得到信号强度的变化趋势,根据该趋势对信号增益进行动态调整,从而提高信号的分辨率和跟踪精度.实验数据表明,GAFT算法在线性工作区间中通过改变光斑半径及调整光斑的信号强度等措施,可以将跟踪精度提高到0.049 7mm.     

红外探测器光谱响应测量研究

设计了一个红外探测器的光谱响应测试系统,并对系统原理进行了分析.对不同温度和频率情况下的热释电探测器进行光谱响应实验.实验结果表明,热释电探测器对红外辐射信号的响应不同,但电压变化曲线的趋势基本一致,从而验证了红外探测器光谱响应理论.该设计能有效抑制系统的干扰信号,提高信噪比,具有测量精度高、稳定性好的优点.     

基于红外技术的薄膜厚度在线检测系统的设计

介绍了红外透射式检测原理,以TMS320F2812为主控芯片设计了薄膜厚度信号的采集计算系统,主要包括信号采集、信号调理、A/D转换,数据处理、串口通信等,设计了人机交互系统来实现数据的实时显示.实验结果表明,基于红外技术的薄膜测厚系统能够实现对薄膜厚度的实时检测,具有精度高,抗干扰性强,人机界面友好等特点,功能和指标都达到了设计要求.     

民用电子电度表设计

本文提出了一种民用的电子电度表的设计及其单元电路。讨论了简化的四象限乘法器的原理。本电路具有结构简单、成本低廉的优点,其性能完全符合民用电度表的要求。     

非制冷红外焦平面成像系统中SOC设计

非制冷红外系统中要求偏置、信号读出电路体积小,由此提出基于片上系统(SOC)集成的设计方法。详细描述了该成像处理系统的硬件设计原理及基于SOC的非均匀校正的设计。该系统集成了非制冷红外探测器驱动电路,模数转电路,以及图像信息处理电路等多种功能,提高了成像系统集成度,并且有工作稳定和体积较小的优点。     

基于改进的电流传送器的模拟乘法器设计

为优化四象限模拟乘法器的电路性能, 以满足现代模拟信号处理电路高频低噪的应用要求, 提出了一种新 型低压四象限模拟乘法器。 该乘法器以基于改进的电流传送器(MDDCC: Modified Differential Difference Current Conveyor)的模拟平方器为基本电路, 采用台湾积体电路制造公司的 0. 18μm CMOS 工艺的 PSPICE(Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)计算机软件进行仿真。 仿真结果表明, 该四象限乘法器具有良 好线性, 输入电压的范围为-0.1 V ~ +0.1 V, 截止频率为451.307 MHz, 当输入电压峰值为100 mV 时, 输出噪声 电压小于150 nV。 与已有乘法器比较, 该乘法器电路具有较好的线性特性以及较高的截止频率和带宽, 输出噪声 电压有所减少, 在高频信号处理系统中性能更优。     

单片机路面平整度检测仪的研制

本文介绍的单片机路面平整度检测仪是一种非常实用的性能/价格较高的智能检测仪器.主体电路包括信号检测电路及M CS—51单片机处理电路两大部分.文中详细介绍了该检测仪的设计及调试过程.     

基于多传感器信息融合的激光定位与跟踪

为了更精确实现远距离激光定位与跟踪,将十二个PIN硅光电二极管阵列探测器和一个带有光学系统的精密四象限探测器立体组合成独特的多传感器排列结构,并将空间测角基本理论与基于Bayesian决策原理的多传感器信息融合算法有机结合,实现自由空间中作用距离可达十千米的激光的粗精定位,利用激光的定位信息控制三维高精度转台的旋转实现精密跟踪。实践证明,在粗定位跟踪的基础上,精定位跟踪精度小于三个毫弧度。     

热释电薄膜在红外探测器中的应用与研究进展

探讨了热释电效应及热释电薄膜红外探测器的工作模式,特别是探测器单元对热释电薄膜的材料与低温生长要求.为了克服薄膜生长过程中较高的基片温度对ROIC的破坏性影响,一方面发展了离子束辅助沉积、外延缓冲层等多种低温生长技术;另一方面发展了复合探测器结构设计,已研制出了性能良好的铁电薄膜非制冷红外焦平面阵列,其NEDT可达20 mK.     

红外探测器与读出电路耦合方法研究

红外焦平面阵列是现代红外成像系统的关键元件，不论是混合式还是单片式红外焦平面阵列，都需用读出电路来多路传输信号并减少阵列输出信号的数目。该文综述了红外焦平面阵列的发展现状；分析了焦平面输入电路在红外探测器和读出电路之间耦合的重要性；初步探讨了在红外探测器与读出电路之耦合方法；讨论了在器件优化设计中，如何合理选择焦平面输入电路方式。