随着现代光电子技术的迅速发展，各类光电转换器件的不断出现，光电检测技术的应用领域越来越广泛，尤其是微弱光信号检测技术的应用发展。微弱光信号检测中，常常由于信号动态范围宽、背景噪声大给信号检测带来较大的困难。本文根据微弱光信号检测技术原理，设计了一种基于单片机的微弱光信号检测系统。首先，本文探讨了微弱光信号检测技术的研究背景和国内外研究现状，对比了在微弱光信号检测中常用的几种方法。其次，对于微弱光信号检测系统的放大电路模块、电路控制模块、电源电路、信号采集与传输模块进行了详细的介绍和讨论。其中，重点分析了放大电路部分，利用对数放大器的信号压缩功能，结合积分放大器原理实现宽动态、大噪声信号的压缩和变换，使信号平稳变换输出，有效的被提取出来。对于系统的软件部分采用单片机C语言编写程序。然后，利用两种光电二极管（PN型和PIN型）对微弱光信号检测系统的入射光功率特性和入射光频率特性进行了讨论和分析，并测量了实际的发光二极管的光谱。最后，对系统电路测量结果和输出特性进行了总结，并提出了该课题下一步研究工作。微弱光信号检测系统电路的测量结果表明，该系统在微弱光信号检测中达到较理想的效果。系统电路成本较低、速度较快、操作灵活，可以用于多种场合下的微弱信号的检测。关键字：微弱光检测，对数放大器，数据采集，光谱测量
标签： 微弱光信号检测系统
上传时间： 2022-06-18
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术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 微波 Microwaves微波是电磁波按频谱划分的定义,是指波长从1m至0.1mm范围内的电磁波, 其相应的频率从0.3GHz至3000GHz。这段电磁频谱包括分米波(频率从0.3GHz至3GHz)\厘米波(频率从3GHz至30GHz)\毫米波(频率从30GHz至300GHz)和亚毫米波(频率从300GHz至3000GHz,有些文献中微波定义不含此段)四个波段（含上限，不含下限）。具有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性五大特点。3.2 射频 RF(Radio Frequency)射频是电磁波按应用划分的定义,专指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波。频率范围定义比较混乱，资料中有30MHz至3GHz, 也有300MHz至40GHz,与微波有重叠;另有一种按频谱划分的定义, 是指波长从1兆m至1m范围内的电磁波, 其相应的频率从30Hz至300MHz；射频（RF）与微波的频率界限比较模糊，并且随着器件技术和设计方法的进步还有所变化。3.3 射频 PCB 及其特点考虑PCB设计的特殊性,主要考虑PCB上传输线的电路模型。由于传输线采用集总参数电路模型和分布参数电路模型的分界线可认为是l/λ≥0.05.(其中,l是几何长度； λ是工作波长).在本规范中定义射频链路指传输线结构采用分布参数模型的模拟信号电路。PCB线长很少超过50cm,故最低考虑30MHz频率的模拟信号即可；由于超过3G通常认为是纯微波,可以考虑倒此为止；考虑生产工艺元件间距可达0.5mm，最高频率也可考虑定在30GHz，感觉意义不大。综上所述，可以考虑射频PCB可以定义为具有频率在30MHz至6GHz范围模拟信号的PCB，但具体采用集总还是分布参数模型可根据公式确定。由于基片的介电常数比较高，电磁波的传播速度比较慢，因此，比在空气中传播的波长要短，根据微波原理，微带线对介质基片的要求：介质损耗小，在所需频率和温度范围内，介电常数应恒定不变，热传导率和表面光洁度要高，和导体要有良好的沾附性等。对构成导体条带的金属材料要求：导电率高电阻温度系数小，对基片要有良好的沾附性，易于焊接等。
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