光电检测总结
光电检测实验报告光电二极管

光电检测实验报告光电二极管实验名称:光电检测实验实验目的:1.了解光电二极管的基本原理和工作原理;2.掌握光电二极管的基本特性和性能参数;3.学习使用光电二极管进行光电检测实验。
实验设备:1.光电二极管;2.光源;3.数字万用表。
实验原理:光电二极管是一种将光信号转换成电信号的光电器件。
它是由P型半导体和N型半导体构成的二极管,光照射在PN结处时,光子能量被吸收,激发了电子-空穴对的产生,从而形成漂移电流,这个电流被称为光电流。
实验步骤:1.将光电二极管连接到数字万用表的电流测量档位上,确保电路接线正确;2.打开光源,调整光源距离光电二极管的位置,使其照射光强适中;3.使用数字万用表测量并记录光电二极管的光电流;4.调整光源的亮度,观察光电流的变化;5.分别在不同光照强度条件下,测量光电二极管的电流值;6.将实验数据整理并分析。
实验结果:在实验过程中,我们测量并记录了不同光照强度下光电二极管的电流值。
实验结果显示,光电二极管的光电流与光照强度呈线性关系。
随着光照强度的增加,光电流也随之增加。
在光照强度较弱的条件下,光电流较小;而在光照强度较强的条件下,光电流较大。
实验分析:通过实验结果可以看出,光电二极管的工作原理是光照射到PN结处,激发了电子-空穴对的生成。
光照强度越大,激发的电子-空穴对数量越多,产生的光电流也越大。
因此,光电二极管可以用来检测光的亮度和强度。
实验中我们还发现,在光照强度较弱的条件下,光电流的变化不太敏感。
而在光照强度较强的条件下,光电流的变化更为明显。
这是由于光电二极管的饱和现象导致的。
当光照强度较强时,光电二极管已经饱和,其光电流不再呈线性增加。
实验总结:通过本次光电检测实验,我们对光电二极管的原理和工作原理有了更深入的理解。
光电二极管可用于测量光的强度和亮度,并且其光电流与光照强度呈线性关系。
然而在光照强度较强的条件下,光电流的变化不再呈线性增加,而是受到饱和现象的影响。
南京理工大学-光电检测技术总结

南京理⼯⼤学-光电检测技术总结习题01⼀、填空题1、通常把对应于真空中波长在(0.38m µ)到(0.78m µ )范围内的电磁辐射称为光辐射。
2、在光学中,⽤来定量地描述辐射能强度的量有两类,⼀类是(辐射度学量),另⼀类是(光度学量)。
3、光具有波粒⼆象性,既是(电磁波),⼜是(光⼦流)。
光的传播过程中主要表现为(波动性),但当光与物质之间发⽣能量交换时就突出地显⽰出光的(粒⼦性)。
4、光量Q :?dt φ,s lm ?。
5、光通量φ:光辐射通量对⼈眼所引起的视觉强度值,单位:流明lm 。
6、发光强度I :光源在给定⽅向上单位⽴体⾓内所发出的光通量,称为光源在该⽅向上的发光强度,ωφd d /,单位:坎德拉)/(sr lm cd 。
7、光出射度M :光源表⾯单位⾯积向半球⾯空间内发出的光通量,称为光源在该点的光出射度,dA d /φ,单位:2/m lm 。
8、光照度E :被照明物体单位⾯积上的⼊射光通量,dA d /φ,单位:勒克斯lx 。
9、光亮度L :光源表⾯⼀点的⾯元dA 在给定⽅向上的发光强度dI 与该⾯元在垂直于给定⽅向的平⾯上的正投影⾯积之⽐,称为光源在该⽅向上的亮度,)cos /(θ?dA dI ,单位:2/m cd。
10、对于理想的散射⾯,有Ee= Me 。
⼆、概念题1、视见函数:国际照明委员会(CIE )根据对许多⼈的⼤量观察结果,⽤平均值的⽅法,确定了⼈眼对各种波长的光的平均相对灵敏度,称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V (λ),或称视见函数。
2、辐射通量e φ:是辐射能的时间变化率,单位为⽡ (1W=1J/s),是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。
3、辐射强度e I :从⼀个点光源发出的,在单位时间内、给定⽅向上单位⽴体⾓内所辐射出的能量,单位为W /sr(⽡每球⾯度)。
4、辐射出射度e M :辐射体在单位⾯积内所辐射的通量,单位为2/m W。
光电检测实验报告

光电检测技术课程设计光电脉搏检测电路题目:小组人员:专业:班级:小组人员学号:指导教师:年月日光电脉搏检测电路摘要:本电路由光电池、放大器等构成,实现对光电脉搏信号的提取和放大。
采用目前效果较好光电池的电流转电压电路实现对脉搏的测量。
整个电路的简化能够有效减小器件间匹配和级联引起的干扰,提高脉搏测量精度。
在实验测试过程中,采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测量,得到比较理想的脉搏波形,为实现脉搏信息的提取和分析提供了参考方案。
一、系统设计1.系统目标设计及意义设计制作一个光电脉搏测试仪,通过光电式脉搏传感器对手指末端透光度的监测,间接检测出脉搏信号,并在显示器上显示所测的脉搏跳动波形,要求测量稳定、准确、性能良好。
2.设计思想〔1〕传感器:利用指套式光电传感器,指套式光电传感器的换能元件用硅光电池,由于心脏的跳动,引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化〔留神脏收缩时,微血管容积增大;留神脏舒张时,微血管容积减少〕,当光通过手指尖射到硅光电池时,产生光电效应,两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化,因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化, 而非血液组织(皮肤、肌肉、骨格等)的光吸收量是恒定不变的, 这样就把人体的脉搏(非电学量) 转换为相应于脉博的电信号, 方便检测。
〔2〕按正常人脉搏数为60~80次/min,老人为100~150次/min,在运动后最高跳动次数为240次/ min设计低通放大器。
5Hz以上是病人与正常人脉搏波表达差异的地方,应注意保留。
〔3〕测量中考虑到并要消除的干扰有:环境光对脉搏传感器测量的影响、电磁干扰对脉搏传感器的影响、测量过程中运动的噪声还有50Hz干扰。
〔4〕由于透过指尖射到硅光电池的光强很小,输出短路电流约为0.1uA~3 uA,所以总共放大106倍以便于观察。
传感器得到的脉搏信号极为微弱,很容易淹没在噪声及干扰信号之中,所以对取得的微弱信号先进行放大后再滤波。
太阳能光伏测试工作总结

太阳能光伏测试工作总结
近年来,随着环保意识的提高和能源危机的加剧,太阳能光伏发电作为一种清洁能源备受关注。
而光伏测试工作则是保证太阳能光伏发电系统正常运行的重要环节。
在过去的一段时间里,我们进行了一系列的光伏测试工作,现在我将对这些工作进行总结和反思。
首先,我们对光伏组件进行了性能测试。
通过对光伏组件的光电转换效率、温度特性、光照响应、耐久性等方面进行测试,我们可以全面了解光伏组件的性能表现,为后续的运行和维护提供重要数据支持。
其次,我们进行了光伏系统的安全性能测试。
光伏系统的安全性能直接关系到人身和设备的安全,因此我们对光伏系统的绝缘电阻、接地电阻、防雷性能等进行了全面测试,以确保光伏系统在运行过程中不会出现安全隐患。
此外,我们还进行了光伏系统的可靠性测试。
通过对光伏系统的电气性能、机械性能、环境适应性等方面进行测试,我们可以评估光伏系统在各种复杂环境下的可靠性表现,为系统的长期稳定运行提供保障。
最后,我们对光伏系统的运行数据进行了分析和评估。
通过对光伏系统的发电量、效率、故障率等数据进行分析,我们可以及时发现系统运行中的问题,并采取相应的措施进行修复和改进,以保证光伏系统的持续高效运行。
总的来说,光伏测试工作是保证光伏发电系统正常运行的重要保障。
通过对光伏组件、系统安全性能、可靠性和运行数据进行全面测试和分析,我们可以及时发现和解决问题,确保光伏系统的高效稳定运行,为清洁能源的发展做出贡献。
在未来的工作中,我们将继续加强光伏测试工作,不断提升光伏系统的性能和可靠性,为推动清洁能源的发展贡献自己的力量。
光电检测技术概述

光电检测技术概述光电检测技术是指利用光学和电子技术结合,通过检测光信号的特征和变化来实现对目标物体或环境的测量、监测和控制的一种技术。
光电检测技术被广泛应用于光学通信、光学测量、光学成像、光学传感、光学信息处理、光学控制等领域,具有高精度、非接触、快速响应、无污染、易自动化等优点。
光电检测技术的基本原理是利用光电器件将光信号转换为电信号,再通过电子器件进行信号处理和判定,最后通过控制单元实现对目标物体或环境的测量、监测和控制。
光电器件包括光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电导、光电二极管等,电子器件包括放大器、比较器、数字信号处理器、逻辑电路等,控制单元可以是微处理器、机器人等。
1.光学通信:光电检测技术在光学通信中起着关键作用,光电检测器件用于接收和检测光信号,通过电子器件进行信号处理和解码,实现信息的传输和交流。
光电检测技术在光纤通信、激光通信、无线光通信等领域得到广泛应用。
2.光学测量:光电检测技术在光学测量中可以实现对物体或环境的位置、形状、尺寸、颜色等参数的测量。
例如,在工业生产中,利用光电检测技术可以实现对产品的自动检测和测量,提高生产效率和质量;在环境监测中,可以利用光电检测技术对大气污染、水质污染等进行监测和检测。
3.光学传感:光电检测技术在光学传感中可以实现对环境参数的测量和监测。
例如,利用光电检测技术可以实现对温度、湿度、压力等物理量的测量;利用光电检测技术可以实现对气体、液体、固体等化学参数的测量。
4.光学成像:光电检测技术在光学成像中可以实现对目标物体的拍摄和图像处理。
例如,在医学影像中,利用光电检测技术可以实现对人体内部器官的成像和检测;在遥感影像中,利用光电检测技术可以实现对地球表面的成像和监测。
总结起来,光电检测技术是一种利用光学和电子技术结合的技术,广泛应用于光学通信、光学测量、光学成像、光学传感等领域。
光电检测技术具有高精度、非接触、快速响应、无污染、易自动化等优点,为现代工业生产、环境监测、医学诊断等提供了有力的技术支持。
光电知识点总结

光电知识点总结光电技术是一门涉及光和电的交叉学科,主要研究光和电能量之间的相互转换和作用规律。
光电技术涉及到光电器件的设计、制造和应用,涵盖了光电转换、光电检测、光电调制等方面的内容。
光电技术已经成为现代科技发展的重要领域,在通讯、医疗、能源、环境等领域都有着广泛的应用。
一、光电效应1. 光电效应概述光电效应是指材料受到光照射后,发生电子的发射、传输或者输运现象的过程。
光电效应包括外光电效应和内光电效应两种。
外光电效应是指光照射在材料表面,引起材料表面电子的发射,产生光电流现象;内光电效应是指光照射在材料内部,通过光生载流子(电子-空穴对)的发生,从而产生光电流。
2. 外光电效应外光电效应是指光照射在金属或半导体表面时,引起金属或半导体表面电子的发射,产生光电流现象。
外光电效应是实现光电转换的关键过程,应用广泛。
3. 内光电效应内光电效应是指在光照射下,材料内部的电子-空穴对的产生和输运过程。
内光电效应是光电器件的工作原理,包括光电二极管、太阳能电池等。
二、光电器件1. 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的光电转换器件。
光电二极管分为光电探测二极管和光发射二极管两种。
光电探测二极管是将光信号转化为电信号的光电器件,主要应用于光通信、光电传感等领域。
光发射二极管是将电信号转化为光信号的光电器件,主要应用于光通信、显示屏等领域。
2. 光电场效应器件光电场效应器件是一种基于光电效应的半导体器件,主要包括光电场效应晶体管、光电场效应器件。
光电场效应器件主要应用于光电调制、光电开关等领域。
3. 太阳能电池太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的光电转换器件,是目前能源领域的热门技术之一。
太阳能电池主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。
4. 光电晶体管光电晶体管是一种能够实现光电转换的半导体器件,是现代光电器件中最重要的一种。
光电晶体管主要应用于光电检测、光电调制、光电放大等领域。
检测技术光电实验报告

一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理及其在光电检测中的应用。
2. 掌握光电检测器的工作原理和特性。
3. 通过实验验证光电检测技术在信号检测中的应用效果。
4. 学习如何设计和搭建光电检测系统。
二、实验原理光电效应是指当光子照射到物质表面时,能够将物质中的电子激发出来,形成光电子。
光电检测技术就是利用这一效应,将光信号转换为电信号,实现对光、电场、磁场等信号的检测。
本实验采用光电二极管作为光电检测器,其基本工作原理是:当光照射到光电二极管上时,光电二极管内的电子会被激发出来,形成光电流。
光电流的大小与入射光的强度成正比。
三、实验器材1. 光电二极管2. 光源(如激光笔)3. 数字多用表4. 光电检测电路板5. 连接线6. 实验台四、实验步骤1. 搭建光电检测电路:按照实验指导书的要求,将光电二极管、光源、数字多用表和电路板连接好,确保电路连接正确无误。
2. 调整光源强度:使用激光笔照射光电二极管,调整光源的强度,观察数字多用表上光电流的变化。
3. 测量光电二极管的响应度:记录不同光照强度下,光电二极管的光电流值,并计算光电二极管的响应度。
4. 研究光电二极管的暗电流:关闭光源,观察数字多用表上光电流的变化,记录暗电流值。
5. 分析光电检测系统的性能:通过实验数据,分析光电检测系统的性能,包括响应度、暗电流等参数。
五、实验结果与分析1. 光电二极管的响应度:实验结果显示,光电二极管的响应度随光照强度的增加而增加,与理论相符。
2. 光电二极管的暗电流:实验结果显示,在无光照条件下,光电二极管存在一定的暗电流,这可能是由于电路中的热噪声等原因造成的。
3. 光电检测系统的性能:根据实验数据,可以计算出光电检测系统的性能参数,如响应度、暗电流等,并与理论值进行比较,分析实验误差。
六、实验总结1. 通过本次实验,我们掌握了光电效应的基本原理及其在光电检测中的应用。
2. 我们了解了光电二极管的工作原理和特性,并学会了如何设计和搭建光电检测系统。
光电检测系统的工作原理及应用

光电检测系统的工作原理及应用概述光电检测系统是利用光电传感器来实现对光信号的检测和测量的一种系统。
它通过将光信号转化为电信号进行处理和分析,广泛应用于工业自动化、仪器仪表、机器视觉、安防监控等领域。
本文将介绍光电检测系统的工作原理及其在各个领域的应用。
工作原理光电检测系统的工作原理是将光信号转化为电信号,并通过电路进行处理和分析。
光电传感器是光电检测系统的核心组件,它可以将光信号转化为电信号。
光电传感器光电传感器主要由光电二极管(Photodiode)、光敏电阻(Photocell)和光电管(Phototube)等组成。
光电二极管是最常见的光电传感器之一,其工作原理是利用半导体材料对光的敏感性,在光照下产生电流。
光电二极管可根据光照强度的变化产生不同的电流信号,实现对光信号的检测和测量。
信号处理电路光电检测系统中的信号处理电路主要用于放大、滤波和处理光电传感器产生的微弱电信号。
通过增加电流放大器、滤波器和信号处理器等电路,可以提高系统对光信号的灵敏度和稳定性。
同时,信号处理电路还可以对电信号进行模数转换和数字信号处理,进一步对光信号进行分析和判断。
应用领域光电检测系统在各个领域有广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:工业自动化光电检测系统在工业自动化领域中起到了重要作用。
它可以用于物料检测、位置判断和传感器触发等任务。
光电传感器可以检测到物体的存在与否,实现对物体的自动识别和测量。
在流水线上,光电检测系统可以实现对物体的计数和判断,提高生产效率和质量。
仪器仪表光电检测系统在仪器仪表领域中也有广泛的应用。
例如,在光谱仪中,光电传感器可以将光信号分解为不同波长的光谱,并进行光谱分析和测量。
在激光测距仪中,光电检测系统可以利用光信号的反射时间来测量目标物体与传感器的距离。
机器视觉光电检测系统在机器视觉领域中也被广泛应用。
它可以用于图像传感和边缘检测等任务。
利用光电传感器对光信号的感知和分析,可以实现对图像的自动采集、处理和判断。
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第一章概论1.检测技术的概念与分类。
定义:确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作检测技术分类按工作原理:机械式阻抗式电量式光电式辐射式按工作方式:接触式,非接触式按工作物质:电量式,非电量式2.光电检测技术特点,光电检测系统组成。
特点:光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础,通过对载有被检测光学变换电路处理第二章基础知识电磁波谱图i oV P V S光谱光视效率函数器件的基本特性参数响应特性 噪声特性 量子效率 线性度 工作温度一、响应特性1.响应度(或称灵敏度):是光电探测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。
描述的是光电探测器件的光电转换效率。
响应度是随入射光波长变化而变化的响应度分电压响应率和电流响应率电压响应率: 光电探测器件输出电压与入射光功率之比电流响应率:光电探测器件输出电流与入射光功率之比2.光谱响应度:探测器在波长为λ的单色光照射下,输出电压或电流与入射的单色光功率之比3.积分响应度:检测器对各种波长光连续辐射量的反应程度.4.响应时间:响应时间τ是描述光电探测器对入射光响应快慢的一个参数.上升时间:入射光照射到光电探测器后,光电探测器输出上升到稳定值所需要的时间。
下降时间:入射光遮断后,光电探测器输出下降到稳定值所需要的时间。
5.频率响应:光电探测器的响应随入射光的调制频率而变化的特性称为频率响应二、噪声特性在一定波长的光照下光电探测器输出的电信号并不是平直的,而是在平均值上下随机地起伏,它实质上就是物理量围绕其平均值的涨落现象用均方噪声来表示噪声值大小噪声的分类及性质外部干扰噪声:人为干扰噪声的和自然干扰噪声。
人为干扰:电子设备的干扰噪声。
如焦距测量仪在日光灯下,人的走动对干涉仪的光程影响。
自然干扰:雷电、太阳等。
如光电导盲器在太阳下内部噪声:人为噪声和固有噪声两类。
人为噪声:如工频交流电(50Hz)、测试仪器的散热风扇引起的光路变化。
固有噪声:散粒噪声、热噪声、产生-复合噪声、1/f噪声、温度噪声光电探测器常见的噪声热噪声:载流子无规则的热运动造成的噪声。
热噪声存在于任何电阻中,热噪声与温度成正比,与频率无关,热噪声又称为白噪声。
散粒噪声:入射到光探测器表面的光子是随机的,光电子从光电阴极表面逸出是随机的,PN结中通过结区的载流子数也是随机的。
散粒噪声也是白噪声,与频率无关。
散粒噪声是光电探测器的固有特性,对大多数光电探测器的研究表明:散粒噪声具有支配地位。
产生-复合噪声:半导体受光照,载流子不断产生-复合。
在平衡状态时,在载流子产生和复合的平均数是一定的。
但在某一瞬间载流子的产生数和复合数是有起伏的。
载流子浓度的起伏引起半导体电导率的起伏。
1/f噪声:或称闪烁噪声或低频噪声。
噪声的功率近似与频率成反比。
多数器件的1/f 噪声在200~300Hz以上已衰减到可忽略不计。
典型代表:电流幅值漂移温度噪声:由热探测器和背景之间的能量交换所造成的探测器自身的温度起伏,称为温度噪声。
第三章光电器件电荷耦合器件(CCD)原理和工作过程CCD是一种电荷耦合器件(Charge Coupled Device)CCD的突出特点:是以电荷作为信号,而不同于其它大多数器件是以电流或者电压为信号。
CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。
CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。
CCD的结构MOS 光敏元:构成CCD的基本单元是MOS(金属—氧化物—半导体)结构。
电荷存储在栅极加正偏压之前,P型半导体中的空穴(多子)的分布是均匀的。
加正偏压后,空穴被排斥而产生耗尽区,偏压增加,耗尽区向内延伸。
当UG> Uth时,半导体与绝缘体界面上的电势变得非常高,以致于将半导体内的电子(少子)吸引到表面,形成一层极薄但电荷浓度很高的反型层。
反型层电荷的存在表明了MOS结构存储电荷的功能。
电荷的转移(耦合)第一个电极保持10V,第二个电极上的电压由2V变到10V,因这两个电极靠得很紧(间隔只有几微米),它们各自的对应势阱将合并在一起。
原来在第一个电极下的电荷变为这两个电极下势阱所共有。
若此后第一个电极电压由10V变为2V,第二个电极电压仍为10V,则共有的电荷转移到第二个电极下的势阱中。
这样,深势阱及电荷包向右移动了一个位置。
CCD电极间隙必须很小,电荷才能不受阻碍地自一个电极转移到相邻电极。
对绝大多数CCD,1μm的间隙长度是足够了。
CCD的工作原理CCD主要由三部分组成:信号输入、电荷转移、信号输出。
输入部分:将信号电荷引入到CCD的第一个转移栅极下的势阱中,称为电荷注入。
电荷注入的方法主要有两类:光注入和电注入电注入:用于滤波、延迟线和存储器等。
通过输入二极管给输入栅极施加电压。
光注入:用于摄像机。
用光敏元件代替输入二极管。
当光照射CCD硅片时,在栅极附近的半导体体内产生电子—空穴对,其多数载流子被栅极电压排开,少数载流子则被收集在势阱中形成信号电荷。
在CCD栅极上施加按一定规律变化、大小超过阈值的电压,则在半导体表面形成不同深浅的势阱。
势阱用于存储信号电荷,其深度同步于信号电压变化,使阱内信号电荷沿半导体表面传输,最后从输出二极管送出视频信号。
为了实现电荷的定向转移,在CCD的MOS阵列上划分成以几个相邻MOS电荷为一单元的循环结构。
一位CCD中含的MOS个数即为CCD的像数。
以电子为信号电荷的CCD称为N型沟道CCD,简称为N型CCD。
而以空穴为信号电荷的CCD 称为P型沟道CCD,简称为P型CCD。
由于电子的迁移率远大于空穴的迁移率,因此N型CCD比P型CCD的工作频率高得多。
CCD的特点体积小,功耗低,可靠性高,寿命长。
空间分辨率高,可以获得很高的定位精度和测量精度。
光电灵敏度高,动态范围大,红外敏感性强,信噪比高。
高速扫描,基本上不保留残象(电子束摄象管有15~20%的残象)集成度高可用于非接触精密尺寸测量系统。
PINPout 功率控制LD 恒流源温度无像元烧伤、扭曲,不受电磁干扰。
有数字扫描能力。
象元的位置可由数字代码确定,便于与计算机结合接口。
第四章-检测电路半导体激光器驱动半导体激光器功率稳定主动法被动法波长锁定方法PIN 接收器驱动电路电流放大型 电压放大型En 、In 噪声模型(匹配电阻,噪声系数,放大器噪声,En 和In 测量方法)噪声系数与噪声匹配其中, 。
由于,EnA 总是存在的,所以,F>1,单位为:NF=10log F(dB)。
换言之,En 、In 的值越小,F 越接近1。
F=1,理想“无噪声噪声放大器”。
同样,若存在 ,, 仍可以达到F=1的目标。
信号通道 相敏检波锁相放大器组成 参考通道第五章 微弱光信号检测锁相放大器(LIA )的基本结构、工作原理、工作过程、特点在极窄的范围内; 通过低通滤波器对检波信号进行低通滤波。
锁相放大器(Lock-in Amplifier, LIA)是一种对交变信号进行相敏检波的放大器.利用与被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准,只对被测信号本身和那些与参考信号同频(或倍频)、同相的噪声分类有响应.故能大幅度抑制无用噪声,改善信噪比。
具有很高的检测灵敏度,信号处理比较简单.LIA 的组成取样开关 输出放 入固定触发信号通道:交流放大、调制、带通滤波LIA 特点交流-直流信号变换器; 可以补偿光检测中的背景辐射噪声和前置放大器的固有噪声。
信噪比改善可达1000倍。
克服相位偏移正交矢量锁相放大器克服频率漂移外差锁相放大器取样积分器的基本结构和工作过程运行步骤利用检测光脉冲的激励源,取得和输入光脉冲同步的触发信号;利用门延时和门脉冲宽度控制单元形成与触发脉冲具有恒定时延或时延与时间成线性关系的可调脉宽取样脉冲串;取样脉冲控制取样开关对连续的周期性变化信号进行扫描取样;积分器对取样信号进行多次线性累加,经过滤波后获得输出信号。
取样平均的基本原理:首先采用一个与信号重复频率相同的参考信号对信号进行取样,进而基于信号相关原理,对信号多次重复提取,使噪声的统计平均趋近于零,从而获得“干净”的信号。
对应的信噪比改善为可见,取样积分器的信号比改善与积分次数m成正比。
基线漂移及克服在长时间的取样、扫描过程中,电容漏电、放大器零点增益变化、温漂、时漂、激励源起伏等,将导致被测信号产生漂移——基线漂移。
第六章光电检测系统直接检测与二次调制直接检测:无论是相干或非相干光源,都是利用光源发射的光强携带信息。
光电探测器直接把接受到的光强的变化转换为电信号的变化,然后,用解调电路检出所携带的信息。
二次调制(副载波调制)x(t) s(t)一次调制二次调制主要调制方式x(t)=A cos(w0t+Ф)振幅调制(AM)频率调制(FM)位相调制(PM)脉码调制(PCM)波长调制、偏振调制等幅度调制、双边带调制、单边带调制AM调制基本原理及特性SAM (t)=[A+f(t)]c(t)其中,初始信号f(t)=Am cos(wmt+Фm)调制信号c(t)=cos(wt+Ф)A为初振幅于是得到,S AM (t)=A 0cos(w 0t+Ф)+0.5 A m cos[(w m +w 0)t+Фm +Ф]+ 0.5 A m cos[(w m -w 0)t+Фm -Ф]若Фm =Ф=0,则上式简化为S AM (t)=A 0cosw 0t+0.5 A m cos(w m +w 0)t+0.5 A m cos(w m -w 0)tAM 调制频谱定义调制效率:输入功率与调制后信号功率之比,亦即Ps/P AM =0.5A m 2/(A 02+0.5A m 2)其中,A m 为振幅,0.5A m 2为初始信号功率。
一般而言,只有大概1/3的功率作为信号传递。
双边带调制(DSB )令A 0=0,则有S dsb (t)=m(t)cos(w 0t+Ф)单边带调制(SSB ) HssB(w)= 1 -w0<w<w00 其它直接检测系统的解调属于非相干解调,或称为包络解调技术基本原理为包络信号经AM 调制后,其幅度为)()(A t f t S d +=()()s s s s t A t E ϕω+=cos sL s L s sL s L L P P P P S P P S E S E E S R I R I SNIR 4442222222202====若 ,则有进而,简单地去掉直流信号A 0即可得到输入信号。
那么,如何实现包络解调?? 光外差检测(零差、外差)系统的基本结构、工作原理,特点 光外差检测是相干解调技术一种。
设f S 为信号光波,f L 为本机振荡光波,两束相干光入射到探测器表面进行混频,得到二者的差频信号 ,最后进入光电探测器转变成电信号接收。
相干检测基本原理设入射到探测器上的信号光场为: 本机振荡光场为:入射到探测器上的总光场为:相干检测系统的信噪比改善为光外差检测的特性可获得全部信息:不仅可探测振幅和强度调制的光信号,还可探测频率调制及相位调制的光信号,即在光探测器输出电流中包含有信号光的振幅、频率和相位等全部信息。