[實用新型]激光氣體分析儀調制信號正弦波產生電路及系統

有效

• 申請號: 201720281840.9
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN206891962U
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 牛麒斌;曾繁華;金多
• 申請（專利權）人: 重慶川儀自動化股份有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 吳東勤

技術領域

本實用新型涉及激光氣體分析儀技術領域，特別是一種激光氣體分析儀調制信號正弦波產生電路及系統。

背景技術

隨著人類生存環境的惡化，環境污染對人類的健康和安全的影響日益成為人們密切關注的問題，而工業生產作為造成環境污染的主要因素之一，對其環境的檢測也已成為當今技術研究的重點，尤其是對其生產過程中產生的氣體濃度的檢測。如今，隨著半導體激光吸收光譜技術的發展，得知被測氣體只能夠對特定波長的激光進行吸收，又根據朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律得知，半導體激光穿過被測氣體的光強衰減與被測氣體的濃度成一定的函數關系，因此，在實際應用中可通過測量待測氣體對激光的衰減來測量氣體的濃度。

目前，通常都是采用激光氣體分析儀來實現對待測氣體濃度的檢測，其是一種在線監測管道內指定氣體濃度的分析儀器，激光氣體分析儀工作時需要用高頻正弦波信號對光源進行調制，一般激光氣體分析儀包括發射單元、測量氣室、接收單元和分析儀單元，通過發射單元發出特定波長的激光束，穿過測量氣室(其內部是待測氣體)之后，由所述接收單元接收穿過待測氣體的信號，并將其轉換成光強信號，并通過所述分析單元對光強信號以及發射單元發出的激光信號進行分析，從而確定待測氣體的濃度。所述發射單元包括可調諧激光二極管和光源驅動器，該可調諧發光二極管是由光源驅動器提供其工作所需的溫度和電流，并通過所述溫度和電流來控制發出的激光的波長，所以，對于上述特定波長的激光束可通過溫度或電流兩種調節方式來獲得，而由于對可調諧激光二極管的電流信號進行調節的方式能夠獲取較快的頻率調諧速度，所以，在實際應用中，通常都是采用電流調節方式，即通過一低頻鋸齒波信號與高頻正弦波信號疊加后對所述光源驅動器輸出的驅動信號進行調制，從而實現對可調諧激光二極管的電流信號的調制，進而得到具有特定波長的激光束。

目前，上述低頻鋸齒波信號與高頻正弦波信號皆由中央處理單元和數字模擬轉換器配合工作直接給出，具體為在數字模擬轉換器的參考輸入端輸入一個直流電壓基準(通常為2.5V)，在數字模擬轉換器的數字信號輸入端按照預先要求輸入的不同的數字信號以產生所需要的低頻鋸齒波信號及高頻正弦波信號。以直流電壓基準為參考，通過改變數字模擬轉換器的數字信號輸入端的數字信號產生正弦波的方法需由中央處理單元計算出正弦波每一點對應的電壓值，再依次將每個電壓值對應的數字信號傳輸給數字模擬轉換器，再由數字模擬轉換器依次將電壓值輸出，其產生的正弦信號受數字模擬轉換器有效位數及響應速度影響較大，尤其是正弦波信號頻率較高時，數字模擬轉換器有效位數及響應速度對其影響會特別大，使得正弦波信號噪聲大，平滑度差。

實用新型內容

本實用新型提供一種激光氣體分析儀調制信號正弦波產生電路及系統，其采用產生正弦波的另一種方法，使正弦波信號噪聲小，平滑度好，且受數字模擬轉換器有效位數及響應速度的影響較小。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

本實用新型實施例提供一種激光氣體分析儀調制信號正弦波產生電路，包括：

方波生成電路，用于生成與待產生的第一正弦波的頻率相同的方波；

波形轉換電路，與所述方波生成電路連接，用于將所述方波生成電路輸出的所述方波轉換為第二正弦波，所述第二正弦波的峰值與所述方波的峰值相同；

信號調理電路，與所述波形轉換電路連接，用于對所述波形轉換電路輸出的所述第二正弦波進行調理，使所述第二正弦波的峰值符合數字模擬轉換器的參考端輸入峰值范圍要求；

幅度生成電路，與所述數字模擬轉換器的數字輸入端連接，用于輸出與所述待產生的第一正弦波的幅度對應的固定數字信號；

所述數字模擬轉換器，其參考端與所述信號調理電路連接，用于接收所述信號調理電路調理后輸出的所述第二正弦波，其數字輸入端用于接收所述幅度生成電路輸出的所述固定數字信號，使得該數字模擬轉換器的輸出端輸出需要的所述第一正弦波。

本實用新型是通過波形轉換電路將與需要的正弦波頻率相同的所述方波轉換為第二正弦波，此時已經形成了平滑度好的正弦波，經過調理使其符合數字模擬轉換器的參考端輸入要求，正弦波信號噪聲減小，再將第二正弦波輸入數字模擬轉換器的參考端，同時在數字模擬轉換器的數字輸入端只需要輸入與需要的正弦波幅度對應的一個固定數字信號，從而產生需要的幅度、頻率的正弦波，本實用新型產生正弦波采用不同于現有技術的另一種方式，使正弦波信號噪聲小，平滑度好，且受數字模擬轉換器有效位數及響應速度的影響較小。