[發明專利]背反卡計激光能量測量的自適應放大和濾波系統

無效

• 申請號: 201210170822.5
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102710221A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 柴毅;蘇春曉;王坤朋;凌睿;屈劍鋒;蔣小華;梅魯生
• 申請（專利權）人: 重慶大學;中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03H7/38
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及背反卡計激光能量測量的自適應放大和濾波系統。

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背景技術

目前，應用于背反卡計激光能量測量的放大和濾波裝置是由固定級增益放大器和固定帶寬濾波器構成，濾波器的帶寬調整及放大器的增益調整，需要在使用前手動配置開關來實現。為了適應干擾源的頻率變化和輸入信號能量的改變，需要調整濾波器的帶寬及放大器的增益，現有技術在調整過程中存在如下不足。

首先，調整濾波器的帶寬及放大器的增益時，需要通過手動配置開關來實現，操作和使用非常不便；其次，為適應干擾源的頻率變化和輸入信號能量的改變，需要多次調整濾波器的帶寬及放大器的增益，而每次調整都需要拆卸設備，這不但給設備應用造成困難，也給設備的可靠性和可維護性造成了困難；第三，現有濾波器結構上存在可供選的帶寬級數少,不能實現濾波器帶寬的連續調整，同時復雜的電路結構還引入了較多噪聲,降低了電路的噪聲抑制能力。

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發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明解決的技術問題是：實現在線調整放大器增益和帶寬濾波器帶寬，同時增加了可調級數，操作方便。

解決該技術問題，本發明是這樣實現的：背反卡計激光能量測量的自適應放大和濾波系統，包括量熱式探測器、阻抗匹配、前置可編程增益放大器、可編程開關電容低通濾波器、后置可編程增益放大器、信號采集及控制模塊和增益及帶寬控制模塊；所述量熱式探測器、阻抗匹配、前置可編程增益放大器、可編程開關電容低通濾波器與后置可編程增益放大器依次連接；所述后置可編程增益放大器的輸出端與信號采集及控制模塊的采集通道連接，所述信號采集及控制模塊的輸出端與增益及帶寬控制模塊的輸入端連接；所述增益及帶寬控制模塊的輸出端分別與前置可編程增益放大器的控制端、后置可編程增益放大器的控制端和可編程開關電容低通濾波器的控制端隔離連接；所述信號采集及控制模塊采用自適應頻譜分析方法對采集的信號進行分析和處理，并將處理結果傳輸給增益及帶寬控制模塊，所述增益及帶寬控制模塊將該處理結果下載到前置可編程增益放大器和后置可編程增益放大器及可編程開關電容低通濾波器。

相對于現有技術，本發明具有如下優點：

1、本發明中前置可編程增益放大器的控制端和后置可編程增益放大器的控制端，及可編程開關電容低通濾波器的控制端分別與增益及帶寬控制模塊的輸出端隔離連接，增益及帶寬控制模塊根據信號采集及控制模塊出書的信號調整前置可編程增益放大器和后置可編程增益放大器的增益及可編程開關電容低通濾波器的截止頻率，從而不需要拆卸系統，使用方便。

2、由于本發明不需要拆卸系統，并可以實現在線實時調整可編程增益放大器的增益和可編程開關電容低通濾波器的截止頻率，有效抑制了環境噪聲的同時提高了輸出信號的信噪比。

3、由于本發明系統中，增益及帶通自適應控制模塊根據信號采集及控制模塊輸出的信號調整可編程開關電容低通濾波器的截止頻率和兩個可編程增益放大器的增益，相比現有技術中技術人員手動操作增加了可變級數，并且調整準確性更高。

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附圖說明

圖1-本發明的電路原理框圖。

圖2-自適應頻譜分析方法原理圖。

圖3-本發明實施例的電路原理圖。

圖中，1001-前置可編程增益放大器、1002-可編程開關電容低通濾波器、1003-后置可編程增益放大器、1004-增益及帶寬控制模塊、1005-信號采集及控制模塊、1006-量熱式探測器、1007-阻抗匹配、2005-控制接光電隔離模塊、2007-通信接口光電隔離模塊。

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具體實施方式

下面對本發明作進一步詳細說明。

本發明中的隔離連接是指在兩個連接端之間連接有光電耦合器或電磁耦合器，使兩個連接端不直接連接在一起。

本發明中背反卡計激光能量測量是指首先采用量熱式探測器對散射光能量進行時間積分測量，之后對探測器輸出信號進行放大處理并計算出散射光能量的一種測量方式。