微弱光电信号检测与采集技术研究

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1、：ｔＰ９ｎ，２３公开中图分类号：密级：ＵＤＣ本校编号：讀州义４乂＃硕±学位论文微弱光电信号检测与采集技术研究论文＾目：李菩０２１３０４２７研究生姓名．：学号：王思明：职称学校指导教师姓名：教授申请学位等级：工学硕壬学位专业：控制理论与控制工程２０１６．６．１７２０１６．４论文提交日期．６：论义笞辩ｙ期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成，除了文中特别加碌注和致谢么化外果，论文中不包含其他人己经发表或撰写过

2、的研。究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本硏究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。：学位论文作者签名：签字曰期处Ｋ年６月曰寺是Ｉ了学位论文版权使用授权书。本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定特授权兰州交通大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影。印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编站供查阅和借阅同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适

3、用本授权说明）学位论文作者签名：守导师签名签字＾曰期：２０｜《年＾月（７曰签字曰期月而分硕士学位论文微弱光电信号检测与采集技术研究ResearchonWeakPhoto-electricSignalDetectionandAcquisitionTechnology作者姓名：李芸学科、专业：控制理论与控制工程研究方向：信号检测与数据处理学号：02130427指导教师：王思明教授完成日期：2016.4.25兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要到目前为止，微弱光电信号检

4、测技术在许多领域中受到了越来越多的关注，更是航空航天等领域的主要研究内容。随着科技发展，人们对于微弱光电信号检测系统的精度要求越来越高。研究高精度的微弱信号探测仪是目前很多领域急需解决的问题，因此微弱光电信号检测与采集技术的研究具有重要的实际意义。首先，针对本文要检测的pA级微弱光电流信号，分析检测系统中存在的噪声及其对检测系统的影响，选择高精度，低噪声器件设计检测系统的前端调理电路。二阶放大电路的放大倍数为107，抗混叠滤波电路截止频率为7.8kHz，根据待测信号特性计算放大电路与滤波电路中选用的元器件的参数，并采用Multisum

5、软件对电路进行仿真验证。经过验证后设计硬件电路。其次，经过前端处理电路处理的信号输入到24位AD转换电路进行转换，转换后的数字量送给DSP(DigitalSignalProcessing,数字信号处理器)进行目标信号的幅值与频率信息检测。对于微弱光电流信号幅值检测部分，采用反向增益补偿法，对Duffing振子进行改进，增加放大增益项，可以直接调节放大增益来观察相轨迹的变化，从而根据混沌临界阈值与放大增益计算出待测信号幅值。对于频率检测部分，利用阵发混沌现象，采用过零检测法实现，通过记录Duffing振子的速度过零点有无规律来判断系统是

6、否发生阵发混沌现象，然后通过计算阵发混沌周期间接计算出待测信号的频率信息。最后，对Duffing振子检测微弱光电流信号幅值与频率信息检测进行Matlab仿真，并对放大电路、滤波电路、AD转换电路及DSP主控电路进行连接及调试。设计硬件电路时采用大电阻分压法产生标准电流测试信号进行目标信号信息检测，其幅值测量误差不超过±0.26%，频率检测误差不超过为±0.5%，检测结果表明该检测系统测量精度较高，工作性能稳定。因此本文设计的微弱光电信号检测系统能够较好地完成待测光电流信号的幅值与频率检测与采集。关键词：信号检测；前端调理电路；Duff

7、ing振子；反向增益补偿；过零检测论文类型：应用技术研究-I-微弱光电信号检测与采集技术研究AbstractUptonow,theweakphoto-electricsignaldetectiontechnologyhasattractedmoreandmoreattentioninmanyfields,what’smoreimportantisthefactthatitisanedge-cuttingsubjectinAeronauticsandAstronautics.Withthedevelopmentofscienceandt

8、echnology,theprecisionofweakphoto-electricsignaldetectionsystemisrequiredtobehigher.Weaksignaldetectorwithbett