本文關(guān)鍵詞：數(shù)字正交鎖相放大器的研制及其在甲烷檢測(cè)中的應(yīng)用　出處：《光子學(xué)報(bào)》2016年04期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：利用可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)檢測(cè)氣體濃度時(shí),為了從紅外傳感信號(hào)中提取一次及二次諧波信號(hào)來(lái)表征氣體濃度,研發(fā)了一種基于數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)字正交鎖相放大器.介紹正交鎖相放大原理,設(shè)計(jì)諧波提取算法,給出數(shù)字正交鎖相放大器的軟硬件實(shí)現(xiàn)方案.利用配備的濃度為1%~5%的甲烷樣品以及研制的鎖相放大器,開(kāi)展氣體實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)甲烷濃度為5%時(shí),在二次諧波對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)處,測(cè)得的系統(tǒng)信噪比為34dB,表明設(shè)計(jì)的鎖相放大器具有較好的性能;測(cè)得的二次與一次諧波信號(hào)峰峰值的比值與氣體濃度成線性關(guān)系;考慮動(dòng)態(tài)配氣以及氣體沿管道傳輸?shù)臅r(shí)間,檢測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間約為96~98s;氣體濃度為20 000ppm時(shí),測(cè)試濃度波動(dòng)范圍為-92ppm~+118ppm;根據(jù)Allan方差預(yù)測(cè)的系統(tǒng)檢測(cè)下限為29.52ppm.與模擬鎖相放大器以及商用鎖相放大器相比,本文研制的數(shù)字正交鎖相放大器硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低、易于集成,在紅外氣體檢測(cè)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景.
【作者單位】： 吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院集成光電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū);中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(Nos.2013BAK06B04,2014BAD08B03-4) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.61307124) 吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(Nos.20120707,20140307014SF) 長(zhǎng)春市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(Nos.11GH01,14KG022)資助~~
【分類號(hào)】：O659.36;TN722
【正文快照】： 0　引言1　正交鎖相放大器的研制近年來(lái),檢測(cè)有害氣體[1-4]越來(lái)越受到人們關(guān)注.1.1　正交鎖相放大原理在眾多的氣體檢測(cè)方法中,紅外吸收光譜法應(yīng)用廣泛.從差分輸入信號(hào)中提取諧波信號(hào),主要用到正交可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(Tunable　Diode　Laser鎖相放大原理,其原理框圖如圖，

本文編號(hào)：1312893