近红外光谱仪调制信号的频率误差及数字解调方法研究

发布时间：2021-01-21 04:53

　　便携式近红外光谱仪器可以快速、无损、原位分析物质的分子结构和组成,但目前在我国主要依赖进口。扫描型便携式近红外光谱仪光谱范围广、结构简单、性价比高,但光谱幅度调制信号（以下简称调制信号）存在频率波动,影响光谱信号的检测精度。因此,研究扫描型便携式近红外光谱仪中调制信号的频率误差,提出适用于调制信号频率特性的高精度数字解调方法,对提升国产仪器的国际竞争力具有十分重要的意义。本文研究了扫描型便携式近红外光谱仪调制信号的频率误差,建立了数字锁定放大中解调幅度与频率误差的函数模型,提出了三种适用于调制信号的数字解调算法,设计了数字解调电路系统,完成了三种算法在光谱仪中的应用实验研究。主要研究内容如下:1、针对调制信号频率误差对数字锁定放大解调幅度的影响,建立了解调幅度与频率误差的函数关系。明确了采用数字锁定放大技术解调信号幅度时,若被测信号相对参考信号存在频率系统误差或随机误差,解调幅度也存在相应的系统误差或随机误差,且还与被测信号相对于参考信号的相位有关。2、三种数字解调算法的研究。基于数字锁定放大理论,提出了三种适用于调制信号频率波动的数字解调算法,并通过仿真实验验证了算法的有效性。三种算... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

PISA-S系列扫描型便携式近红外光谱仪

光谱仪结构原理ISA-S 系列近红外光谱仪的结构原理基本相同，如图 2.2 所示。光谱源模块、调制器模块、分光系统、波长扫描驱动系统、取样器（积、传感器及前置放大模块、信号检测与控制系统和上位机等。仪器也称切光器）将光源产生的复合光调制为固定周期变化的光信号，转换为所需范围内单一波长的近红外光线，通过取样器取样获得与单色光。该单色光经传感器模块进行光电转换、前置放大模块进行波后，转换成调幅电信号。信号检测及控制系统对该调幅电信号进得到光谱数据传送到上位机显示；同时接收上位机指令，控制电机扫描等功能。上位机中光谱仪配套软件对接收到的光谱数据进行处的成分及含量[129]。

吉林大学博士学位论文2.2.1 直流电机驱动控制误差调制器中直流电机的转速直接决定调制信号的频率。若直流电机的转速不稳定，调制信号将产生频率误差。直流电机常见的控制方式有稳压控制、稳流控制和锁相环（PLL）控制，控制原理如图 2.4 所示。由图 2.4 可见，稳压和稳流控制技术属于开环控制，锁相环控制技术属于闭环控制。


本文编号：2990494