aotf近红外光谱仪中信号检测的研究与设计

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2、口ＭＴＩ，ｒ…１１１丄■Ｍｌ，：￡学号２０１２２２０４０５４１ｗ．■＂．．■，ｆ■■，Ｉ■？作者姓名杨巧Ｉ指导教师刘艺副教授Ｉ户‘＊＾－＇，．．．．＇；：把ｒ＼，ｉＶ，Ａ，．、．？‘禹３占，，一■‘■ＩＪ－＾脚，‘．＇．；ｆＩ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斤的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，也不包含，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果为获得电子科技大学或其它教

3、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研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。、反＇＼日期年３＾日作者签名；命月论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。本人授权电子科技大学可将学位论文，允许论文被查阔和借阅的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）１作者签名：柄巧导师签名：、日期：＞）（１年＾月｜日分类号密级注

4、1UDCAOTF（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别专业学位类别工程领域名称提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期201506答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHANDDESIGNOFNEAR-INFRAREDSPECTRUMSIGNALDETECTINGSYSTEMBASEDONAOTFAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngine

5、eringAuthor:YangHangAdvisor:LiuYiSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要基于AOTF的近红外光谱仪具有结构稳固、测量速度快、精度高、准确性好等特点，本文针对AOTF近红外光谱仪设计一种检测系统，利用相关检测技术设计锁相放大电路实现微弱信号检测，采用直接数字频率合成技术实现程序化控制的波长自动扫描，完成了对AOTF近红外光谱仪检测系统中背景强度的测量，得到不同波长时的背景强度曲图。本文主要工作包括：1)介绍基于AOTF的近红外光谱仪检测系统结构：分析AOTF原理及其衍射光波长和驱动频率的调谐关系；利用单色光调制技

6、术，确定基于单色光调制的AOTF近红外光谱仪系统方案设计；利用相关检测技术，确定基于锁相放大的信号检测部分方案设计。2)利用相关检测理论设计锁相放大电路，实现对微弱信号的提取：电路利用直接数字频率合成技术产生频率可调的参考信号，利用单色光调制技术实现噪声背景下微弱信号的周期化，利用移相电路实现有用信号与参考信号相位同步，最后利用相敏检波电路实现从噪声背景中提取微弱信号。在单锁相放大电路的基础上，设计双锁相放大电路，利用锁相环实现双路具有固定90°相位差的参考信号，提高了测量精度。3）利用直接数字频率合成技术实现AOTF扫频信号的产生与控制：利用AOTF分光的波长与其驱动信号频率有

7、着一一对应的特点，采用直接数字频率合成技术产生特定频率的AOTF驱动信号；编写单片机控制程序实现在900nm-1700nm波长内扫频，扫频可以选择某个波长输出，也可以在整个扫描范围内实现自动全谱扫描，扫描步进波长在0.1-10nm可调。4）完成系统控制部分的软、硬件设计：单片机、信号发生、数据采集、串口通信以及电源管理等各部分的电路设计与制作；编写单片机程序实现上述电路控制。本文最后对锁相放大电路和AOTF近红外光谱仪检测系统进行了功能验证和性能分析，通过实验与调试，完成了AOT