[发明专利]背反卡计激光能量测量的自适应放大和滤波系统

说明书

技术领域

本发明涉及背反卡计激光能量测量的自适应放大和滤波系统。

  

背景技术

目前，应用于背反卡计激光能量测量的放大和滤波装置是由固定级增益放大器和固定带宽滤波器构成，滤波器的带宽调整及放大器的增益调整，需要在使用前手动配置开关来实现。为了适应干扰源的频率变化和输入信号能量的改变，需要调整滤波器的带宽及放大器的增益，现有技术在调整过程中存在如下不足。

首先，调整滤波器的带宽及放大器的增益时，需要通过手动配置开关来实现，操作和使用非常不便；其次，为适应干扰源的频率变化和输入信号能量的改变，需要多次调整滤波器的带宽及放大器的增益，而每次调整都需要拆卸设备，这不但给设备应用造成困难，也给设备的可靠性和可维护性造成了困难；第三，现有滤波器结构上存在可供选的带宽级数少,不能实现滤波器带宽的连续调整，同时复杂的电路结构还引入了较多噪声,降低了电路的噪声抑制能力。

  

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明解决的技术问题是：实现在线调整放大器增益和带宽滤波器带宽，同时增加了可调级数，操作方便。

解决该技术问题，本发明是这样实现的：背反卡计激光能量测量的自适应放大和滤波系统，包括量热式探测器、阻抗匹配、前置可编程增益放大器、可编程开关电容低通滤波器、后置可编程增益放大器、信号采集及控制模块和增益及带宽控制模块；所述量热式探测器、阻抗匹配、前置可编程增益放大器、可编程开关电容低通滤波器与后置可编程增益放大器依次连接；所述后置可编程增益放大器的输出端与信号采集及控制模块的采集通道连接，所述信号采集及控制模块的输出端与增益及带宽控制模块的输入端连接；所述增益及带宽控制模块的输出端分别与前置可编程增益放大器的控制端、后置可编程增益放大器的控制端和可编程开关电容低通滤波器的控制端隔离连接；所述信号采集及控制模块采用自适应频谱分析方法对采集的信号进行分析和处理，并将处理结果传输给增益及带宽控制模块，所述增益及带宽控制模块将该处理结果下载到前置可编程增益放大器和后置可编程增益放大器及可编程开关电容低通滤波器。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明中前置可编程增益放大器的控制端和后置可编程增益放大器的控制端，及可编程开关电容低通滤波器的控制端分别与增益及带宽控制模块的输出端隔离连接，增益及带宽控制模块根据信号采集及控制模块出书的信号调整前置可编程增益放大器和后置可编程增益放大器的增益及可编程开关电容低通滤波器的截止频率，从而不需要拆卸系统，使用方便。

2、由于本发明不需要拆卸系统，并可以实现在线实时调整可编程增益放大器的增益和可编程开关电容低通滤波器的截止频率，有效抑制了环境噪声的同时提高了输出信号的信噪比。

3、由于本发明系统中，增益及带通自适应控制模块根据信号采集及控制模块输出的信号调整可编程开关电容低通滤波器的截止频率和两个可编程增益放大器的增益，相比现有技术中技术人员手动操作增加了可变级数，并且调整准确性更高。

  

附图说明

图1-本发明的电路原理框图。

图2-自适应频谱分析方法原理图。

图3-本发明实施例的电路原理图。

图中，1001-前置可编程增益放大器、1002-可编程开关电容低通滤波器、1003-后置可编程增益放大器、1004-增益及带宽控制模块、1005-信号采集及控制模块、1006-量热式探测器、1007-阻抗匹配、2005-控制接光电隔离模块、2007-通信接口光电隔离模块。

  

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

本发明中的隔离连接是指在两个连接端之间连接有光电耦合器或电磁耦合器，使两个连接端不直接连接在一起。

本发明中背反卡计激光能量测量是指首先采用量热式探测器对散射光能量进行时间积分测量，之后对探测器输出信号进行放大处理并计算出散射光能量的一种测量方式。