| 题名 | ARM主控型锁相放大器的研究 |
| 作者 | 程万前 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2014-11 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 王彪 |
| 关键词 | 锁相放大器 TDLAS 二次谐波 痕量气体检测 |
| 学位专业 | 电路与系统 |
| 中文摘要 | 近年来，我国的道路交通事故数量和死亡人数总体均呈上升趋势，而酒后驾车是造成事故的一个重要原因，快速检测到驾驶人是否有酒驾嫌疑显得尤为重要。采用可调谐二极管激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS）可以快速、准确检测到微量的气体。在TDLAS技术进行气体检测的过程中，需要采用锁相放大器提取探测信号的二次谐波，通过二次谐波鉴定酒精气体的存在。 本文针对酒精气体检测的需要，设计了一种可进行二次谐波提取的ARM主控型锁相放大器。首先介绍了相关的光谱吸收原理、TDLAS技术气体检测的原理以及锁相放大器提取微弱信号的原理。在原理的指导下设计了硬件电路，包括待测信号预处理电路、过载识别电路、参考信号移相电路、相敏检波电路、AD转换电路、FIR滤波电路以及信号处理电路。设计的锁相放大器采用ARM7微处理器LPC2148作为中央控制单元，对系统的放大倍数、移相角度、滤波参数等进行控制。核心的相敏检波电路的设计采用模拟电路，信号的放大部分由放大器及阻容器件等完成，低通滤波部分采用FPGA完成，滤波后的数据以数字信号的形式返回给ARM。 实验部分分为锁相放大器功能实验和酒精气体检测实验。在功能实验中，采用信号发生器产生的正弦信号作为待测信号进行了实验设计研究，验证了锁相放大器提取微弱信号的功能。在气体检测实验中，搭建了酒精气体检测平台，通过将探测器输入信号接入锁相放大器，并分析处理锁相放大器的数据来检测酒精气体。实验结果表明，设计的锁相放大器能够准确提取二次谐波信号，可应用到TDLAS气体检测领域中。 |
| 语种 | 中文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44644]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 程万前. ARM主控型锁相放大器的研究[D]. 中国科学院大学. 2014. |
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