锁相检测技术在靶场光电测试中的应用
2000--锁相电路在分析仪器中的应用
锁相电路在分析仪器中的应用凌海（四川仪表九厂，重庆，400060）摘要介绍了锁相电路的工作原理及应用方法。
该电路利用锁相环来进行相敏解调，完成交流信号的检波。
锁相电路抗干扰性能好，通用性强，在分析仪器中主要是作为同步滤波器，恢复埋在噪声中的信号。
列举了若干应用实例。
关键词锁相环相敏解调滤波中图分类号：TM!前言锁相电路是一种应用范围十分广泛的电路，目前已在通信、电视、测量仪器等领域大量采用。
该电路可以对深埋在噪声中的微弱交流信号进行有效放大。
早期的许多分析仪器都是先把交流测量信号放大到一定幅度，然后采用一种非相敏的全波整流电路将信号直接转换成脉动直流信号［1］，再进一步处理变成直流信号输出或显示。
这一方法虽然简单，但抗干扰性能较差。
随着对仪器仪表精度、稳定性等方面的要求不断提高，这种处理方法已不能满足实际应用的需要。
锁相电路则可将与测量信号的频率、相位都不同的噪声电压滤除或衰减，提高整机的信噪比，增强仪器的抗干扰性能。
"工作原理锁相电路用途很广，在分析仪器中主要是作为同步滤波器，恢复埋在噪声中的信号，其电路方框图见图1。
仪器的测量信号经前置放大后，进入带通滤波器（band p ass filter ），先由滤波器滤掉大部分与测量信号固有频率不同的干扰信号，然后由锁相环（p hase-locked loo p ）输出的方波控制在相敏解调器（p hase sensiti ve de m odula-tor ）内的一对模拟开关，把经调制的交流测量信号解调成脉动直流信号，最后通过低通滤图!锁相电路方框图波器（loW p ass filter ），将包含在测量信号中的噪声成分用平均值方法滤除，以进一步提高信噪比。
至此，仪器对传感器产生的交流信号的主要处理已基本完成。
在实际应用中，视各仪器的具体情况可增加其他功能电路，如线性化、报警、电压／电流转换电路等。
#电路设计在图1电路中，前置放大器随仪器测量原理的不同而差异较大，这里不一一介绍。
红外光谱仪 数字锁相
红外光谱仪数字锁相全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：红外光谱仪是一种广泛应用于化学、生物、医药等领域的分析仪器，它通过测量物质在红外光波段的吸收和散射来确定样品的成分和结构。
而数字锁相技术则是一种用于提取和分离信号中特定频率成分的方法，它能够帮助我们更清晰地观察信号的周期性变化，从而提高信号的检测灵敏度和精度。
红外光谱仪配合数字锁相技术，不仅能够更准确地分析样品的成分，还可以在信号噪音干扰较大的情况下提高检测灵敏度，因此在许多领域都得到了广泛应用。
红外光谱仪通过测量样品对红外光的吸收和散射来确定其成分和结构。
当红外光线穿过样品时，会与样品内的特定化学键发生相互作用，这些化学键会吸收特定的红外波长的光，因此通过测量样品吸收的红外光波长，我们就可以了解样品的成分和结构。
传统的光谱仪使用单色光源和单个探测器来对样品进行分析，这种方法只能提供有关样品整体吸收的信息，无法对样品中各种成分进行分离和分析。
而数字锁相技术则可以让我们更好地分离和分析信号中的特定频率成分，从而提高信号的检测灵敏度和精度。
数字锁相技术的原理是将输入信号与参考信号进行相乘，并通过低通滤波器滤除高频成分，然后通过相位检测器提取信号的幅度和相位信息。
通过调节参考信号的频率和相位，我们可以提取出特定频率成分的信号，去除信号中的噪音干扰，从而获得更准确的分析结果。
在红外光谱分析中，数字锁相技术可以帮助我们提高信号的检测灵敏度和精度，特别是在样品中含有多种成分、信号噪音干扰较大的情况下，其优势更加明显。
通过数字锁相技术，我们可以更清晰地观察样品吸收的红外光谱峰，分离并识别样品中的各种成分，从而获取更准确的分析结果。
除了在化学分析中的应用，红外光谱仪配合数字锁相技术还广泛应用于生物学、医药、材料科学等领域。
在生物学研究中，红外光谱仪可以用于分析蛋白质、核酸等生物大分子的结构与功能，通过数字锁相技术的应用，可以提高对生物大分子的检测精度和灵敏度，为生物学研究提供更多有价值的信息。
红外光谱仪 数字锁相
红外光谱仪数字锁相全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：红外光谱仪是一种广泛应用于化学、生物、医学等领域的分析仪器，它能通过检测不同样品吸收、散射、透射或反射红外辐射的方式，获得样品的组分信息。
随着科学技术的不断发展，红外光谱仪的性能和精度也在不断提高，其中数字锁相技术的应用使得红外光谱仪在信号处理方面具有更高的灵敏度和稳定性。
数字锁相技术是一种在信号处理中常用的技术手段，它通过将输入信号与参考信号进行相乘、滤波、积分等操作，提取出与参考信号同频率的成分。
在红外光谱仪中，数字锁相技术可以帮助减小噪声干扰、提高信号的信噪比，从而提高样品的检测灵敏度和分辨率。
数字锁相技术在红外光谱仪中的应用主要体现在以下几个方面：一、提高信号的稳定性和准确性。
数字锁相技术可以将原始信号与参考信号进行相乘、积分等操作，滤除干扰信号，提取出真实信号。
这样可以减小背景噪声的影响，提高信号的稳定性和准确性。
三、简化信号处理流程。
数字锁相技术可以直接对原始信号进行数字处理，减少了传统的模拟信号处理环节，简化了信号处理流程，提高了信号处理的效率。
第二篇示例：红外光谱仪是一种用于研究物质分子结构和化学组成的重要仪器。
它利用红外光的吸收特性来确定物质的分子结构和化学键的类型。
红外光谱仪的原理是根据物质对不同波长的红外光的吸收情况来分析样品的分子结构。
而数字锁相是红外光谱仪中的一个重要部件，用于处理和分析光谱数据。
数字锁相是红外光谱仪中的一个重要部件，用于处理和分析光谱数据。
数字锁相技术是一种通过数字信号处理技术来提取微弱信号的技术，主要用于测量和分析红外光谱中的吸收峰。
数字锁相通过将输入信号与参考信号进行乘积，然后通过低通滤波器滤除干扰信号，最终得到准确的分析结果。
数字锁相技术可以提高红外光谱仪的灵敏度和分辨率，使得分析结果更加准确和可靠。
在红外光谱仪的应用领域中，数字锁相技术发挥着重要作用。
它可以帮助科研人员更好地理解物质的分子结构和化学组成，为新材料和新药物的研发提供重要的支持。
红外锁相原理
红外锁相原理
红外锁相原理主要应用于红外热成像无损检测技术中。
该技术的原理是利用被检物的不连续性缺陷对热传导性能的影响，使得物体表面温度不一致，即物体表面的局部区域产生温度梯度，导致物体表面红外辐射能力发生差异。
借助红外热像仪探测被检物的辐射分布，通过形成的热像图序列就可推断出内部缺陷情况。
具体来说，对试件表面施加正弦规律变化的热波，在热波作用下，试件表面的温度信号也呈现正弦规律变化。
当热波遇到内部缺陷时会发生反射，反射的热波与入射热波进行叠加，会造成响应信号幅值和相位发生变化。
这些变化通过红外热像仪被记录下来，通过对记录的序列热图像处理，得到相应的幅值和相位信息图像。
而相位图分析的是入射热波与反射热波之间的关系，因而相位图不受加热不均匀的影响。
如需了解更多关于红外锁相原理的信息，建议查阅相关书籍或论文，也可以咨询专业人士。
利用锁相飞秒激光对碘分子R(59)8-4超精细跃迁的绝对频率测量
利用锁相飞秒激光对碘分子R(59)8-4超精细跃迁的绝对频率测量袁杰;伊林;陈文兰;齐向辉;汪中;沈乃瀓;陈徐宗【期刊名称】《量子电子学报》【年(卷),期】2008(25)1【摘要】介绍了633 nm半导体激光频标系统,高重复频率锁相飞秒激光器系统和绝对频率测量系统的建立以及测量碘分子超精细跃迁绝对频率的系统方案。
633 nm半导体激光频标采用三次微分稳频方法,将激光频率锁定在碘分子谱线上,获得0.5 mW的稳频激光输出。
飞秒激光稳频系统通过锁相电路将飞秒激光的高重复频率(760 MHz)和初始频率稳定在微波频率标准上,从而得到稳定的飞秒光梳,其稳定度优于6.44×10-13。
在此基础上建立了绝对频率的直接测量系统,即利用波长计直接测量光梳的齿数n,并通过拍频法,测出633 nm半导体激光频标与飞秒光梳的差频,从而计算出相应谱线的绝对频率。
这样,通过锁相飞秒激光器,建立了微波频率标准到光学频率标准的传递,为进一步的基础研究工作奠定了基础。
【总页数】6页(P1-6)【关键词】激光技术;绝对频率测量;飞秒激光器;锁相电路;外腔半导体激光频标;稳频【作者】袁杰;伊林;陈文兰;齐向辉;汪中;沈乃瀓;陈徐宗【作者单位】北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所,北京100871【正文语种】中文【中图分类】O433.1【相关文献】1.利用非锁定飞秒激光实现太赫兹频率的精密测量∗ [J], 孙青;杨奕;邓玉强;孟飞;赵昆2.光纤飞秒光学频率梳的研制及绝对光学频率测量 [J], 孟飞;曹士英;蔡岳;王贵重;曹建平;李天初;方占军3.飞秒光梳和碘稳频532 nm Nd:YAG激光频率的测量 [J], 方占军;王强;王民明;孟飞;林百科;李天初4.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院在飞秒强激光调控二聚体分子超快动力学研究中获得重要进展 [J],5.利用飞秒激光测量绝对长度 [J], 帕力哈提.米吉提;A.K.Dmitriev因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于数字锁相技术的微弱光信号检测系统设计
基于数字锁相技术的微弱光信号检测系统设计作者：孙丽飞王法能和亮荆海霞来源：《硅谷》2008年第19期[摘要]详细分析利用数字锁相进行微弱光电信号检测系统的基本原理以及各个组成部分。
[关键词]单片机光电检测系统数字锁相中图分类号：TN43 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1010033－01一、前言利用现代光电子技术作为检测手段，具有无接触、无损、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、测量精度高等优越性，是当今检测技术发展的主要方向。
我们利用数字锁相技术微弱的光信号。
数字锁相技术是近年来国外正在致力研究的新技术，数字乘法器具有无误差、正交性好、谐波抑制能力强等优点。
本文首先利用光电二极管PIN的光电检测电路将光信号转换为电信号，然后利用24位模数转换器AD7714将模拟的电信号转换为数字信号，送入单片机内。
单片机系统将该数据传入上位机PC机进行数据处理。
基于数字锁相原理，利用matlab软件对采集回来的数据进行处理，得出结果。
二、光电检测系统结构框图光电检测系统结构框图如图1所示，光信号经由光-电信号转换电路转换为电压信号，模数转换器将该电压信号转换为相应的数字量输入到单片机内，单片机进行数字信号处理并且显示结果。
美国AD公司的A/D转换器AD7714芯片是一个电荷平衡式模数转换器。
它采用ΣΔ采样转换技术，实现了24位无误码模拟信号调制。
它具有高的转换精度、极好的静态工作特性、完整的模拟前端和片内校正，特别适合于测量低频小信号。
为了使光电信号转换电路输出的电压信号在模数转换器的输入电压范围内，我们利用单片机来切换反馈电阻，从而改变光信号对应的输出电压。
光信号结果由液晶显示器显示。
转换器将该电压信号转换为相应的数字量输入到单片机内，单片机进行数字信号处理并且显示结果。
美国AD公司的A/D转换器AD7714芯片是一个电荷平衡式模数转换器。
它采用ΣΔ采样转换技术，实现了24位无误码模拟信号调制。
基于采集卡和Lab View的锁相放大技术在散射光测量中的应用
基于采集卡和Lab View的锁相放大技术在散射光测量中的
应用
魏志猛;杨开勇
【期刊名称】《激光杂志》
【年(卷),期】2009()4
【摘要】建立了基于采集卡和Lab View的正交锁相放大测量系统,探测超光滑表面散射光强(nW量级)。
分析了该系统对外界杂散光干扰和电气噪声的消除和削弱能力。
利用该系统和硬件锁相放大器SR830分别测量光电调制信号,两者抑制噪声和还原信号能力一致,前者可替代后者。
【总页数】2页(P71-72)
【关键词】散射光测量;锁相放大;Lab;View;采集卡
【作者】魏志猛;杨开勇
【作者单位】国防科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN247
【相关文献】
1.基于Lab VIEW DSC的OPC技术应用 [J], 裴锋;江翠英
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3.基于LabVIEW的锁相放大技术在OCT中的应用 [J], 杨维初;谢海明;葛斌;周颖
4.基于Lab VIEW的网络化虚拟仪器在化学测量中的应用 [J], 曹生现;李果雪;张刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
锁相热像技术及其在无损检测中的应用
Ｖｏ ．９ Ｎ Ｏ． １３ ６
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｆａ ｅ ｎ ｓ ｒＥｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｎ ｒ ｒ ｄ ａ ｄ Ｌａ ｅ ｇ ｎｅ ｒｎ
２１ ０ ０年 １ 月 ２其 在 无 损 检 测 中 的应 用
点 。 多数 锁 相 红 外 检 测 使 用 的 正 弦 型 热 源 不 同 ． 方 波 加 热 红 外 热 像 检 测 系统 的 原 理 及 验 证 性 实验 与 对
进 行 了介 绍 ， 将 该 系统 应 用 于碳 纤 维层 压 板 冲 击 损 伤 的 检 测 。 结 果 表 明 ： 渡 加 热 的 锁 相 热 像 检 测 并 方 系统 结 构 简单 ． 厚 度 不 大 的 试 件 具 有 相 当好 的 检 测 效 果 。 对
ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｏ ｑｕ ｒ ｗａ ｅ ｅ ｔ ｇ ｘ ｅｉ ｎ ｆ ｓ ａ ｅ ｖ ｈ ａｉ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｈ ｓ ａ ｅ ．Ｔｈ ｓ ｏ ｋ－ ｔ ｅ ｍｏ ｒｐ ｙ ｎ ｒ ｎ ｄ ｃ ｄ ｉ ｔｉ ｐ ｐ ｒ ｒ ｉ ｌ ｃ ｉ ｈ ｒ ｇ ａ ｈ ｗａ ａｓ ｎ ｓ ｌｏ
冯 立春 ． 陶 宁． 徐 （ 都 师 范 大 学 物 理 系 ， 京 １０ ４ ） 首 北 ０ ０ ８
摘 要 ：红 外 热 波 检 测技 术 是 一 种 新 兴 的 无 损 检 测 技 术 。与 传 统 的 被 动 式 红 外检 测 方 法 不 同 ， 该
方 法 将 外 加 瞬 时 或 交 变 温 场 施 加 到 被 测 物 ，通 过 红 外 热像 设 备 监 测 被 测 物 在 外 加 温 场 下 的表 面 温 度
变化 。根 据 外 加 温 场 的 类 型 及 相 应 的物 理 模 型 对 采 集 到 的 数 据 信 号 进 行 处 理 ， 图像 的 形 式 显 示 。锁 以
基于Labview的微弱光电信号锁相检测技术
基于Labview的微弱光电信号锁相检测技术
吴爱华;胡志忠
【期刊名称】《中国医疗设备》
【年(卷),期】2005(020)012
【摘要】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.
【总页数】3页(P5-6,4)
【作者】吴爱华;胡志忠
【作者单位】南京航空航天大学,江苏,南京,210016;南通大学,江苏,南通,226007;南京航空航天大学,江苏,南京,210016
【正文语种】中文
【中图分类】TP31
【相关文献】
1.基于LabVIEW的微弱光电信号采集系统设计与实现 [J], 张清悦;冯继宏
2.基于LabVIEW的微弱光电信号采集与处理系统的设计 [J], 何玲玲;张仲;葛立峰
3.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 [J], XIANG La;ZHANG Dong-yao
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5.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 [J], 向腊[1];张耀东[1]
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锁相技术期末总结
锁相技术期末总结一、引言锁相技术是一种广泛应用于现代电子技术中的信号处理方法，主要用于提取信号中的相位信息。
它通过对输入信号与本地参考信号进行比较和修正，实现对信号相位的精确测量和调整。
锁相技术的应用领域非常广泛，包括无线通信、激光测距、声纳系统、医学影像等。
在本次课程学习中，我们深入了解了锁相技术的原理、应用和实现方法，并通过实践操作进一步巩固了对锁相技术的理解。
二、锁相技术的原理和基本概念锁相技术的原理是基于反馈控制和频率调制的，通过频率调制输入信号和本地参考信号，实现对信号相位的精确测量和调整。
1. 相位差测量原理通过将输入信号与本地参考信号进行乘法运算，并通过低通滤波器和放大器对乘积信号进行处理，最终得到与相位差成正比的直流电压。
根据这个原理，我们可以通过测量这个直流电压来得到输入信号与参考信号之间的相位差。
2. 锁相循环原理锁相循环是指通过反馈控制将输入信号的相位差调整到指定值的过程。
锁相循环由相位比较器、环路滤波器、VCO（Voltage Controlled Oscillator）和反馈网络等组成。
相位比较器用于比较输入信号的相位差和参考信号的相位差，输出误差信号；环路滤波器用于对误差信号进行滤波；VCO用于将滤波后的误差信号转换成频率信号，并与参考信号进行混频；反馈网络将VCO的输出作为参考信号送回相位比较器，形成一个闭环控制系统。
三、锁相技术的应用锁相技术在各个领域中都有广泛的应用，下面主要介绍其中几个典型的应用。
1. 通信领域锁相技术在通信领域中的应用主要包括载波恢复、时钟恢复和时钟同步。
在接收端，通过锁相环的频率跟踪功能可以自适应地追踪和调整接收信号的频率，从而实现载波恢复。
而由于通信系统中的时钟信号也是通过调制到信号中进行传输的，因此通过锁相循环也可以实现对时钟信号的恢复和同步。
2. 激光测距锁相技术在激光测距领域中被广泛应用。
激光测距的原理是利用激光光束射到目标上并接收反射光，通过测量光传播的时间来计算目标的距离。
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定 的基础 。
关键词 ： 锁相检测 ； 微弱信 号 ； 靶场测试 ； Ａ Ｐ Ｄ 本文 引用格式 ： 蔡荣立 ， 燕 冲． 锁相检测技术在靶 场光 电测 试中的应用 ［ Ｊ ］ ． 四川兵工学报 ， ２ ０ １ ４ （ ２ ） ： １— ４ ． 中图分类号 ： Ｔ Ｊ ３ ０ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６—０ ７ ０ ７ （ ２ ０ １ ４） ０ ２— ０ ０ ０ １ — ０ ４
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（ 西安工业大学 光 电工程 学院 ， 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ）
摘要 ： 现有 的靶场光 电测试设备 ， 虽然能够满足靶场测试 中对 大 口径 、 高速动态 目标 的测试需 求 ， 但 也具有一定 局限 性， 如天幕靶测速设备为被动式测量原理 ， 因此主动式测量能够扩展 光 电测试 设备 的应用 领域 。采用 一字线 型半 导 体激光器作 为主动光 源 ， Ａ Ｐ Ｄ器件作为光敏接 收元 件 ， 通过锁相检测技术 获取 有效信号 。设 计 了系统 总体方案 以及 相关信号处理 电路 ， 通过理论分析 、 仿真和实验 ， 验证 了该方法的可行性 ， 为靶 场光 电测试技 术 的深入 应用奠定 了一
第３ ５卷
第 ２期
四 川 兵 工 学 报
２ ０ １ ４年 ２月 Leabharlann 【 武器装备理论与技术】
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ｌ ８ ０ ９ ／ ｓ ｃ ｂ ｇ ｘ ｂ ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ０ １
锁 相 检 测 技 术 在 靶 场 光 电测 试 中的应 用
蔡 荣立 ， 燕 中