基于LabVIEW的微弱光电信号采集与处理系统的设计

微弱光电信号的采集与处理技术是工业自动化中常见的一个问题。本文提出一种基于LabVIEW的虚拟仪器技术为平台,设计了基于单片机作为核心控制器件,用光敏二极管作为光电传感器件采集数据,以及放大、滤波信号调理电路,实现计算机实时显示采集得到的微弱光电信号,能够快速给出光电信号的频谱处理结果。系统灵活性高,具有广泛的应用前景。

基于物联网技术的微弱光电信号自动检测研究

微弱光电信号检测是光电场检测核心,以往微弱光电信号检测方法的检测范围小,已无法满足微弱光电信号检测标准,因此,研究基于物联网技术的微弱光电信号自动检测方法,提高微弱光电信号自动检测范围。通过物联网感知层的数据采集卡采集激光传感器发出的光电信号,经基于数字信号处理的微弱光电信号自动检测方法的双重锁相结构去除信号相位差干扰后,实现微弱光电信号自动检测,检测后信号数据经通信网络传输应用层数据库内,采用基于小波分频叠前相干噪声压制方法和复合数字滤波算法处理数据库内检测的微弱光电信号,提高微弱光电信号自动检测效果。实验结果表明:该方法的检测性能良好,检测范围高达1 800 km,可快速检测微弱光电信号强度,微弱光电信号检测平均准确率高达97.62%。

微弱光电信号检测电路优化设计

微弱光主要是指人们视觉器官感觉出的最低视场亮度,是光学领域中的重要内容,目前在工业生产和科学研究领域,微弱光电信号都得到了广泛的应用。微弱光电信号的检测模式有很多种,光电检测技术是最常见的,主要原理是利用光电检测仪器实现对光学信息的采集与处理,经过电路放大,进而输出电信号。因此,优化微弱光电信号检测电路是十分必要的。本文首先对相关概念和原理进行了阐述,分析了二极管电路的特点,针对微弱光电信号检测电路的优化提出了有效的建议。

基于FPGA自动频率跟踪数字锁相放大器的微弱光电信号检测研究

随着我国电力行业的进步,光电信号检测特别是微弱光电信号检测研究有了充分的发展,并得到了广泛应用。检测研究中有着难以收集与噪声干扰严重的客观条件,数字锁相放大器是光电微弱信号检测中常应用到的一种检测仪器,文章研发一种基于FPGA自动频率跟踪控制的数字锁相放大器,经实际测试可以能够提高微弱光电信号检测的准确度,测量结果有着良好的稳定性。

新型混沌振子检测微弱光电信号幅值研究

目前常用的混沌振子检测微弱光电信号幅值的方法还是局限在传统的Duffing方程上,但由于其结构简单,其动态特性具有一定的局限性。在详细研究典型混沌振子动态特性的基础上,将复杂的Lorenz混沌方程和Rsslor混沌方程应用到强噪声背景下微弱光电信号幅值检测中,旨在探索检测微弱光电信号幅值的新方法,仿真结果验证了该检测方法的有效性。

基于Labview的微弱光电信号锁相检测技术

基于Labview虚拟仪器设计平台和相关原理,提出了在微弱光电信号检测中利用软件实现锁相检测的技术。文中同时对相关器进行了仿真,仿真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。

一种基于DSP的测量微弱光电信号的方法

采用相关检测原理设计并基于DSP的双相位锁相放大技术,设计了一种光电信号检测的方法,特别是针对背景噪声比较大的微弱光电信号,它具有很高的灵敏度。从应用的角度研究了微弱光电信号的检测原理,讨论其应用于DSP技术的双重锁相结构的优点,消除了参考信号和待测信号相位差不确定性的影响。实现了对微弱光电信号的实时在线检测。

基于嵌入式技术的微弱光电信号自动检测系统

为了提高微弱光电信号检测效果,针对当前微弱光电信号检测过程存在的一些问题,提出基于嵌入式技术的微弱光电信号自动检测系统。分析了当前微弱光电信号的研究进展,采集微弱光电信号,并采用小波分析方法对微弱光电信号进行去噪处理,神经网络对微弱光电信号进行分析,建立微弱光电信号检测模型,通过仿真实验分析了微弱光电信号检测效果。结果表明,系统可以高精度实现微弱光电信号检测,减少了微弱光电信号误检率,同时缩短了微弱光电信号检测时间,提高了微弱光电信号检测效率。

合成孔径激光雷达中微弱信号噪声分析与处理

关于合成孔径激光雷达中微弱光电信号的检测技术,分析了PIN光电二极管的主要噪声来源,设计了偏置电路和滤波电路;鉴于高频效应的影响,合理使用电磁屏蔽等措施。实验结果表明PIN电路的设计和电磁屏蔽的使用有效减小系统噪声,提高了信噪比,为合成孔径激光雷达的实际应用提供了依据。

基于AD500-9激光测距系统的设计

基于AD500-9型雪崩光电二极管设计以窄脉冲发射、雪崩光电二极管偏置、弱光信号处理和计时电路为主要结构的激光测距系统.利用标准时基发生器对计时电路进行验证,采用线性拟合方法使时间测量的精度为10-10量级.采用软件校准方法将测距实验中的测量误差控制在±0.1m以内,并对误差进行分析.

一种改进型红外光幕靶测速系统

使用光幕测速系统对弹丸速度进行检测时,背景干扰光线对测试结果影响较大,为此通过试验分析背景光照强度、狭缝结构、光电二极管封装类型对测速效果的影响。提出使用双层狭缝结构以及黑色树脂封装光电二极管来进一步减弱干扰光线的影响,同时进行信号处理电路的设计,搭建完整的红外光幕测速系统,并进行了弹丸速度测试试验。试验测速范围是200~1 500 m/s,通过与高速摄影、丝网断靶测速数据进行对比,证明改进型红外光幕靶测速系统测速相对误差小于1%。

基于光纤应力传感器的智能光电系统

介绍了光纤应力传感器,并针对传感器输出的微弱光电信号,结合现代的光电子技术、微电子技术及单片机技术设计了一个适合于微弱光电信号检测的智能光电系统。通过对光纤应力传感器输出的信号进行放大、隔离、滤波,以0~5V模拟电压输入ADC进行数据采集,最终通过STM32F429与上位机之间通信实现智能光电系统的人机交互。

低空慢速小目标探测与定位技术研究

城市大型集会、活动中安保工作的一大主要任务是防止恐怖分子利用航模等低空慢速小型飞行器进行破坏活动，由于城市环境的复杂性以及低空慢速小目标（以下简称“低慢小”）的特殊性，像雷达等传统的探测方法很难准确探测定位。针对这一难题，设计基于激光探测技术的低慢小探测与定位系统。系统包含激光脉冲发射、雪崩光电二极管偏置、弱光信号处理和计时电路等主要结构。利用标准时基发生器对计时电路进行验证，采用线性拟合方法使时间测量的精度达到10-10量级。经过试验测试，该系统能够在近距离范围内对低慢小进行快速定位，0—100m距离范围内测距误差为±0．6m；0-60m高度范围内测高误差为±0．6m；0～35km／h速度范围内测速误差为±1．3km／h。

梯度自适应格型滤波联合算法的性能分析

针对在非平稳环境下,以最小均方(LMS)为代表的自适应梯度算法跟踪输入信号的能力不强和稳定性不够的问题,设计了一种以梯度自适应格型算法与线性组合器组成的联合处理器,并在白噪声、车载噪声、粉红噪声三种环境下的性能进行了仿真实验。结果显示该处理器在平稳和非平稳两种干扰环境下都只需要约20次迭代运算达到稳定,相对于横向自适应最小均方算法不仅减少了算法总的复杂度,而且对微弱信号的信噪比改善能力更强。研究表明该算法既满足收敛速度快、精度高、稳定性好等要求,又可以节省硬件资源。

10^(−9)量级高灵敏度点源透射比测试设备研究

为了实现对光学系统杂散光抑制能力的定量评价,开展了10^(−9)量级高灵敏度点源透射比测试设备的研究和实验验证。采用脉冲光源、脉冲探测的新测量方法,在保证测试系统具有高灵敏度测量能力的同时,简化了微弱光电信号探测组件的复杂程度,建立了一套最大测试口径为600 mm、测试波长为527 nm的点源透射比测试设备,并利用该设备测试了一台250 mm口径空间光学相机的点源透射比。实验结果表明:60°入射角度时的点源透射比测试结果为1.68×10^(−9)。证明该设备的测试误差在10^(−9)或更低的量级,具备10^(−9)量级高灵敏度点源透射比测试能力。本文研究可以为天文望远镜、星敏感器、空间目标监视载荷等多种类型的光学仪器提供杂光抑制性能评估。

基于频差控制的自适应频率检测研究

采用低阶Duffing混沌振子和高阶Rssler混沌控制相结合,提出基于频差控制的微弱光电信号自适应频率检测的新方法,该方法通过对待检信号的频率与周期策动力频率之间频差的控制,实现了两种混沌振子之间的自适应选择,从而提高了检测精度和检测速度。该方法突破了以往Duffing方程检测信号频率需要使用较多混沌振子的局限,同时,也克服了高阶Rossler混沌控制检测方法中存在的检测速度慢的缺点,利用频差控制实现两种混沌振子的自适应选择,实现了微弱光电信号的频率检测。通过数值仿真和实验研究,验证了该方法的有效性。