采用音叉斩波技术的微弱激光探测系统

　　信号采集和信号调理系统

　　首先选取光电探测器作为光电转换器件,通过有电感三点式起振带动音叉的谐振，从而实现了对入射微弱激光的斩波调制,可将入射的恒定(或缓变)光信号转化为受调制的交流电信号。然后通过交流耦合，滤除了直流和低频温漂噪声，从而克服了因温度漂移给系统带来的影响。实际设计中系统的信号处理部分包括前置放大器和AD630芯片的锁相放大。 前置放大器将探测器输出的微弱交流电信号进行预放大。ADI公司的AD630芯片，可以根据该公司提供的器件手册很容易组成一个锁相放大器，该电路能够实现从+100dB噪声中提取出信号，本设计就是利用该电路进行提取微弱信号，参考信号从谐振线圈的中心抽头引出，然后通过移相后作为锁相放大器的参考信号，这样实现了对给定频率的交流信号进行放大而大大抑制其他频率的噪声信号，从而得到与光强成正比的电压信号,并将此信号交由单片机系统进行非线性补偿。

　　单片机系统设计

　　在微弱激光检测系统实际应用中,发现激光较强或较弱时,信号处理电路输出信号的非线性度有一定程度的增加,使输出线性度变差,影响了系统测量的动态范围及测量精度。为此,我们采用单片机系统对其输出信号进行数据采集并做线性补偿。单片机系统的框图如图2所示。

图2 单片机补偿和显示系统硬件框图