基于LabVIEW的微弱光电信号检测系统的设计与研究

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1、基于LabVIEW的微弱光电信号检测系统软件设计摘要微弱信号是被淹没在噪声中的信号，微弱信号检测的主要目的是提高信噪比。微弱光电信号检测是工业自动化中常见的一个问题，本文应用光电检测技术原理，设计了基于LabVIEW的锁相放大器。锁相放大器是一种可以从大量的噪声干扰中提取微弱信号的仪器，是一种全新的适用于教育、科研以及工业控制的精密仪器，可广泛应用于生物，化学，物理等多方面领域。它主要是利用信号、噪声的时间特性不同，设法得到抑制噪声和干扰发现微弱信号的检测方法。本文基于LabVIEW虚拟技术设计平台和相关的原理，利用LabVIEW软件实现锁相检测的技术，检测在强噪声背景下已

2、知频率的微弱正弦波信号的幅度值。文中同时对锁相放大器进行了调试，调试结果证明此方法可以有效地实现对被调制的微弱光电信号的检测。关键词：LabVIEW，微弱光电信号，锁相放大器TheDesignofTheWeakSignalDetectionSystemSoftwareBasedonLabVIEWABSTRACTTheweaksignalisthesignalburiedinnoise,themainpurposeofweaksignaldetectionistoimprovethesignaltonoiseratio.Theweaksignaldetectionisacom

3、monproblemintheindustrialautomation,thispaperappliedtheprincipleofphotoelectricdetectiontechnology,designedthelock-inamplifierbasedonLabVIEW.Thelock-inamplifierisaweaksignalcanbeextractedfromtheinstrumentmuchnoise,isanewappliedtoeducation,scientificresearchandindustrialcontrolprecisioninst

4、rument,canbewidelyusedinthefieldofbiology,chemistry,physicsetc.Itismainlythetimebyusingthecharacteristicofsignal,noise,managedtosuppressnoiseandinterferencedetectionmethodforweaksignal.Inthispaper,theLabVIEWvirtualdesignplatformandrelatedonthebasisoftheprinciple,phase-lockedamplifierusingL

5、abVIEWsoftware,thedetectionofweaksinusoidalsignalamplitudeareknowninthestrongbackgroundnoisefrequencyvalue.Atthesametime,thelock-inamplifierdebugging,debuggingresultsshowthatthismethodcaneffectivelyrealizethedetectionofweakphotoelectricsignalmodulation.KEYWORDS:LabVIEW，Weakphotoelectricsig

6、nal，Lock-inamplifier目　录前　言1第1章微弱光电信号检测概述21.1微弱光电信号检测背景及意义21.2微弱光电信号检测技术31.2.1微弱光电信号检测常用方法41.2.2课题主要研究内容7第2章锁相放大器原理分析82.1锁相放大器的基本组成82.1.1信号通道92.1.2参考通道92.1.3相敏检波器(PSD)92.1.4低通滤波器(LPF)102.2锁相放大器的特性112.3锁相放大器的工作原理12第3章锁相放大器的硬件设计143.1硬件整体设计143.2前置放大电路143.3移相电路153.4相敏检波器电路163.5低通滤波器电路17第4章锁相放大器

7、的软件设计184.1虚拟仪器与LabVIEW介绍184.1.1虚拟仪器技术184.1.2LabVIEW简介214.2LabVIEW软件设计224.2.1LabVIEW应用程序的构成224.2.2LabVIEW程序设计234.2.3前面板及程序框图284.2.4各部分设计及功能介绍304.3串口通信设计34第5章系统调试及结果分析35结　论37谢辞38参考文献39附　录41外文资料翻译43前　言信息时代需要获取大量的信息，因此许多工程技术和科学研究的信息需要用检测的方法来获取，当被检测的信号非常微弱时，很容易被噪声淹