采用音叉斬波技術(shù)的微弱激光探測(cè)系統(tǒng)

　　信號(hào)采集和信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)

　　首先選取光電探測(cè)器作為光電轉(zhuǎn)換器件,通過(guò)有電感三點(diǎn)式起振帶動(dòng)音叉的諧振，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)入射微弱激光的斬波調(diào)制,可將入射的恒定(或緩變)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為受調(diào)制的交流電信號(hào)。然后通過(guò)交流耦合，濾除了直流和低頻溫漂噪聲，從而克服了因溫度漂移給系統(tǒng)帶來(lái)的影響。實(shí)際設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的信號(hào)處理部分包括前置放大器和AD630芯片的鎖相放大。 前置放大器將探測(cè)器輸出的微弱交流電信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大。ADI公司的AD630芯片，可以根據(jù)該公司提供的器件手冊(cè)很容易組成一個(gè)鎖相放大器，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)從+100dB噪聲中提取出信號(hào)，本設(shè)計(jì)就是利用該電路進(jìn)行提取微弱信號(hào)，參考信號(hào)從諧振線圈的中心抽頭引出，然后通過(guò)移相后作為鎖相放大器的參考信號(hào)，這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)給定頻率的交流信號(hào)進(jìn)行放大而大大抑制其他頻率的噪聲信號(hào)，從而得到與光強(qiáng)成正比的電壓信號(hào),并將此信號(hào)交由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行非線性補(bǔ)償。

　　單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　在微弱激光檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)激光較強(qiáng)或較弱時(shí),信號(hào)處理電路輸出信號(hào)的非線性度有一定程度的增加,使輸出線性度變差,影響了系統(tǒng)測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍及測(cè)量精度。為此,我們采用單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并做線性補(bǔ)償。單片機(jī)系統(tǒng)的框圖如圖2所示。

圖2 單片機(jī)補(bǔ)償和顯示系統(tǒng)硬件框圖