光谱仪锁相放大两路信号同步调整方法研究
发布时间：2021-04-25 10:31
近红外光谱仪可以直接对目标物体进行快速的测量,具有不污染环境、样品制备简单、测量精度高等特点,被广泛应用在各个领域。实验室研制的便携式近红外光谱仪采用锁相放大技术进行微弱信号的检测。在锁相放大系统中,需要被测信号与其同步的参考信号进入到相敏检波器中进行乘法运算。但由于光谱信号调制和滤波放大引起锁相放大两路信号之间的频率和相位差,影响到光谱仪解调被测信号的精度。因此,针对近红外光谱仪锁相放大的被测信号和参考信号的频率以及相位关系,开展锁相放大两路信号同步调整方法的研究。本文根据近红外光谱仪的工作原理和机械结构,分析了锁相放大两路信号之间的关系对锁相放大解调光谱数据的影响。实验研究了光谱仪调制盘的安装偏心对两路信号频率的影响和光耦的安装位置对两路信号之间的周期差的影响。根据实验结果提出了锁相放大两路信号同步调整方法,设计了实现步骤,搭建实验平台,实现了两路信号的同步调整。将锁相放大两路信号频率和相位的四种不同状态应用到光谱仪中,实验结果表明两路信号同步可以提高近红外光谱仪的光谱信号的检测值和信噪比。该方法的应用实验表明,光谱仪锁相放大电路中被测信号与参考信号的频率分别为610.65±1.0...
【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
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 近红外光谱分析技术及仪器现状
1.2.2 锁相放大技术研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 光谱仪锁相放大误差研究
2.1 锁相放大误差来源
2.1.1 锁相放大信号频率误差
2.1.2 锁相放大两路信号相位误差
2.2 锁相放大误差分析
第3章 锁相放大两路信号频率关系实验研究
3.1 锁相放大两路信号频率与调制盘偏心关系的实验研究
3.1.1 实验器材
3.1.2 实验方法
3.1.3 实验数据与分析
3.1.4 实验结论
3.2 锁相放大两路信号频率波动差值不同产生原因实验研究
3.2.1 实验器材
3.2.2 实验方法
3.2.3 实验数据与分析
3.2.4 实验结论
3.3 锁相放大两路信号频率与光耦位置的关系实验研究
3.3.1 实验器材
3.3.2 实验方法
3.3.3 实验数据与分析
3.3.4 实验结论
3.4 锁相放大两路信号同步调整方法的研究
3.4.1 锁相放大两路信号同步调整方法的提出
3.4.2 锁相放大两路信号同步调整方法实现步骤设计
第4章 锁相放大两路信号同步调整实验平台设计
4.1 实验平台设计指标
4.2 方案设计
4.3 硬件搭建及设计
4.3.1 硬件搭建
4.3.2 硬件设计
4.4 软件设计
4.4.1 下位机软件设计
4.4.2 上位机软件设计
第5章 锁相放大两路信号同步调整方法应用实验
5.1 实验平台
5.2 实验方法
5.3 实验数据与分析
5.4 实验结论
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于锁相放大的蓄电池内阻测量系统的设计与实现[J]. 张媛. 制造业自动化. 2017(11)
[2]红外光谱结合化学计量学对不同采收期滇重楼的定性定量分析[J]. 吴喆,张霁,金航,王元忠,张金渝. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[3]基于锁相放大器的微弱信号检测教学实验平台设计[J]. 王自鑫,陈泽宁,王健豪,陈弟虎,何振辉,蔡志岗. 实验技术与管理. 2017(02)
[4]RC电路工作原理及其典型应用[J]. 孟令晗. 电子技术与软件工程. 2017(01)
[5]基于神经网络的光传感器微弱信号自动检测[J]. 刘涛,韩建宁,厚琳. 激光杂志. 2016(03)
[6]小麦冠层营养诊断光谱检测仪设计与试验[J]. 赵毅,文瑶,孙红,李民赞,张猛,吴李烜. 农业机械学报. 2015(S1)
[7]RC移相电路的分析与仿真[J]. 康学福. 电子设计工程. 2014(14)
[8]便携式近红外光谱仪器现状及展望[J]. 于新洋,卢启鹏,高洪智,彭忠琦. 光谱学与光谱分析. 2013(11)
[9]一种改进时域同步平均的滚动轴承故障诊断方法研究[J]. 王孝霖,张永祥,吕博. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2013(05)
[10]一种适用于微弱传感信号检测的锁相放大电路[J]. 张丹,刘新华,张家亮. 计算机工程与应用. 2013(15)
硕士论文
[1]混沌系统抗噪声性能及微弱信号检测研究[D]. 陈立恺.暨南大学 2017
[2]提高便携式近红外光谱仪精度的改进研究[D]. 季绪飞.吉林大学 2016
[3]光谱仪工作状态多参数同步监测系统[D]. 李军.吉林大学 2016
[4]微弱荧光信号检测及处理技术研究[D]. 吴哲.陕西师范大学 2015
[5]10GHz自适应锁相技术的研究[D]. 刘欢.电子科技大学 2014
[6]PISA-S型光谱仪器调试平台设计[D]. 滕飞.吉林大学 2013
[7]便携式近红外光谱仪器数字解调采集系统研制[D]. 刘志伟.吉林大学 2012
本文编号：3159227
【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
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 近红外光谱分析技术及仪器现状
1.2.2 锁相放大技术研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 光谱仪锁相放大误差研究
2.1 锁相放大误差来源
2.1.1 锁相放大信号频率误差
2.1.2 锁相放大两路信号相位误差
2.2 锁相放大误差分析
第3章 锁相放大两路信号频率关系实验研究
3.1 锁相放大两路信号频率与调制盘偏心关系的实验研究
3.1.1 实验器材
3.1.2 实验方法
3.1.3 实验数据与分析
3.1.4 实验结论
3.2 锁相放大两路信号频率波动差值不同产生原因实验研究
3.2.1 实验器材
3.2.2 实验方法
3.2.3 实验数据与分析
3.2.4 实验结论
3.3 锁相放大两路信号频率与光耦位置的关系实验研究
3.3.1 实验器材
3.3.2 实验方法
3.3.3 实验数据与分析
3.3.4 实验结论
3.4 锁相放大两路信号同步调整方法的研究
3.4.1 锁相放大两路信号同步调整方法的提出
3.4.2 锁相放大两路信号同步调整方法实现步骤设计
第4章 锁相放大两路信号同步调整实验平台设计
4.1 实验平台设计指标
4.2 方案设计
4.3 硬件搭建及设计
4.3.1 硬件搭建
4.3.2 硬件设计
4.4 软件设计
4.4.1 下位机软件设计
4.4.2 上位机软件设计
第5章 锁相放大两路信号同步调整方法应用实验
5.1 实验平台
5.2 实验方法
5.3 实验数据与分析
5.4 实验结论
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于锁相放大的蓄电池内阻测量系统的设计与实现[J]. 张媛. 制造业自动化. 2017(11)
[2]红外光谱结合化学计量学对不同采收期滇重楼的定性定量分析[J]. 吴喆,张霁,金航,王元忠,张金渝. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[3]基于锁相放大器的微弱信号检测教学实验平台设计[J]. 王自鑫,陈泽宁,王健豪,陈弟虎,何振辉,蔡志岗. 实验技术与管理. 2017(02)
[4]RC电路工作原理及其典型应用[J]. 孟令晗. 电子技术与软件工程. 2017(01)
[5]基于神经网络的光传感器微弱信号自动检测[J]. 刘涛,韩建宁,厚琳. 激光杂志. 2016(03)
[6]小麦冠层营养诊断光谱检测仪设计与试验[J]. 赵毅,文瑶,孙红,李民赞,张猛,吴李烜. 农业机械学报. 2015(S1)
[7]RC移相电路的分析与仿真[J]. 康学福. 电子设计工程. 2014(14)
[8]便携式近红外光谱仪器现状及展望[J]. 于新洋,卢启鹏,高洪智,彭忠琦. 光谱学与光谱分析. 2013(11)
[9]一种改进时域同步平均的滚动轴承故障诊断方法研究[J]. 王孝霖,张永祥,吕博. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2013(05)
[10]一种适用于微弱传感信号检测的锁相放大电路[J]. 张丹,刘新华,张家亮. 计算机工程与应用. 2013(15)
硕士论文
[1]混沌系统抗噪声性能及微弱信号检测研究[D]. 陈立恺.暨南大学 2017
[2]提高便携式近红外光谱仪精度的改进研究[D]. 季绪飞.吉林大学 2016
[3]光谱仪工作状态多参数同步监测系统[D]. 李军.吉林大学 2016
[4]微弱荧光信号检测及处理技术研究[D]. 吴哲.陕西师范大学 2015
[5]10GHz自适应锁相技术的研究[D]. 刘欢.电子科技大学 2014
[6]PISA-S型光谱仪器调试平台设计[D]. 滕飞.吉林大学 2013
[7]便携式近红外光谱仪器数字解调采集系统研制[D]. 刘志伟.吉林大学 2012
本文编号：3159227
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