声光可调谐滤光器宽带驱动系统设计

发布时间：2017-11-06 19:35

  本文关键词：声光可调谐滤光器宽带驱动系统设计

  更多相关文章： 声光可调谐滤光器 压电换能器 功率放大器 阻抗匹配 衍射效率

【摘要】：声光可调谐滤光器(Acousto-optic tunable filter,AOTF)被广泛用于光谱成像、光谱检测、物物识别、遥感等军事、医学、农业以及航空航天等领域。它具有非常高的衍射效率、光谱调谐速率和范围,通过调节外部驱动信号可以十分方便的进行光谱选择。它主要通过对物体在不同波长下的光谱响应特征来分析其位置、成分、状态等信息。根据成像光谱偏振仪系统要求,从AOTF的工作原理出发,设计并制作了AOTF宽带驱动系统,作为光谱获取子系统的驱动源。驱动系统包括射频信号源模块和功率放大模块。其中射频信号源模块采用直接数字频率合成技术(Direct Digital Synthesizer,DDS),通过单片机配置DDS的频率、相位和幅值等内部寄存器,最终经200MHz低通椭圆滤波器输出幅值、频率可调的射频信号。由于本课题中AOTF正常工作需要2W以上的输出信号,而DDS输出能力有限,因此需要通过功率放大器进行功率放大。功率放大模块采用两级级联的方式,利用ADS2014软件构建仿真环境和模型,采用集总元件设计了适当的阻抗匹配电路,并通过实际调试后,在输出匹配端加入传输线变压器,使得功率放大电路在60MHz~200MHz范围内输出功率达到2W以上,带内增益平坦度为±1.54d B。最终搭建了AOTF衍射实验平台,经测试,AOTF的衍射效率在74.4%以上,最高为92.7%,且光谱带宽优于8nm,具有较高的光谱分辨率。本文所设计的驱动系统由于驱动级无条件稳定且内部匹配较好,只需完成输出级设计,且匹配采用集总元件进行设计,结构简单、调试方便。不仅满足了本课题指标要求,而且可以为不同性能的AOTF驱动器的设计以及AOTF光谱成像应用提供了帮助和支持。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李永帅;王志斌;陈友华;薛瑞;张宇寒;王立福;;声光可调滤波器成像光谱仪后置成像系统设计[J];济南大学学报(自然科学版);2015年02期

2 郭红;顾行发;谢东海;余涛;孟庆岩;;大气气溶胶偏振遥感研究进展[J];光谱学与光谱分析;2014年07期

3 刘利光;杜浩;;VHF频段宽带功放设计[J];无线电通信技术;2014年02期

4 宫纯文;李学彬;李建玉;曹亚楠;朱文越;徐青山;魏合理;;大气气溶胶消光系数测量新方法[J];光学学报;2014年01期

5 张泽红;何志平;;低漂移成像声光可调滤光器[J];压电与声光;2013年02期

6 范学花;陈洪滨;夏祥鳌;;中国大气气溶胶辐射特性参数的观测与研究进展[J];大气科学;2013年02期

7 张泽红;赵治国;雷波;王智林;何晓亮;;宽光谱声光可调滤光器[J];压电与声光;2013年01期

8 任勇;胡耀明;潘鸣;;225MHz～512MHz宽带功放设计与仿真[J];电子器件;2012年05期

9 褚金奎;王威;崔岩;支炜;高启升;;气溶胶对天空偏振辐射影响的测量[J];光学精密工程;2012年03期

10 郝增周;龚芳;潘德炉;黄海清;;沙尘气溶胶粒子群的散射和偏振特性[J];光学学报;2012年01期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 徐睿;深空探测AOTF红外成像光谱仪系统定标技术研究[D];中国科学技术大学;2013年

2 李敏毅;铌酸锂高频超声换能器的研制与输出功率测量[D];华南理工大学;2011年

3 张春光;基于超光谱成像系统的声光可调滤波技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

4 程书田;宽带匹配网络理论及应用研究[D];西安电子科技大学;1998年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 高霞;声光可调谐滤波器的研究[D];中北大学;2015年

2 刘辉;声光可调谐滤光器多通道驱动器设计[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2013年

3 赵惠霞;C波段低杂散低相噪捷变频率源研究[D];电子科技大学;2013年

4 张萧;微波DDS频率源技术研究[D];电子科技大学;2013年

5 张国铮;声光可调谐滤光器驱动及光路设计[D];长春理工大学;2013年

6 谭见瑶;基于声光调制（AOTF）光谱相机的研究及应用[D];长春理工大学;2013年

7 李存波;氧化碲(TeO_2)声光器件换能器的频率特性及外部匹配网络设计[D];赣南师范学院;2012年

8 丁言虎;基于声光可调滤波器的超光谱成像系统的实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

9 陈琦;VHF宽带功率放大器设计[D];电子科技大学;2009年

10 陈玉梅;VHF宽带功率放大器的研制[D];电子科技大学;2007年

，

本文编号：1149091