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激光甲烷遙測檢測儀的應用效果

來源: 發布時間:2022-02-28 237 次瀏覽

激光甲烷遙測檢測儀介紹數字正交鎖相放大器實現原理以及仿真驗證等內容,數字正交鎖相放大器原理及實現框圖針對甲烷氣體一次和二次諧波提取的要求設計數字正交鎖相放大器實現框圖.在相關后的每路信號中包括一次諧波或二次諧波的倍頻分量,以及一次諧波和二次諧波的和頻和差頻分量等高頻信號,以及/經過甲烷氣體吸收相位移動引起的低頻信號,將上述4路信號通過低通濾波器濾除高頻分量后,則只剩下對應諧波的同相和正交低頻分量,以及部分低頻噪聲.將上述一次諧波和二次諧波的同相和正交信號分別求平方和并開根號處理后,即可得到一次諧波和二次諧波的幅度信息,仿真經過甲烷氣體吸收后的信號波形, 數字正交鎖相放大器對甲烷氣體吸收的仿真測試為驗證本文設計的數字正交鎖相放大器應用效果,對上述設計過程結合 FPGA 的具體實現方式進行仿真測試,首先采用數字頻率合成(DDS)技術仿真經過甲烷氣體吸收后的信號,其中包括一次諧波和二次諧波信號,并在信號上疊加噪/接收信號相關后的頻譜可以看出其中包括一次諧波和二次諧波的和頻和差頻,以及對應的倍頻分量等高頻信號。


激光甲烷遙測檢測儀以及去調制后的低頻信號、本文對相關處理后的信號設計了低通濾波器以濾除高頻分量,考慮 FPGA 的資源限制,設計了一個32階的FIR低通濾波器,截止頻率設計為、根據設計原理將低通濾波后的信號進行平方和開根號處理后,可得提取的一次諧波和二次諧波信號, 提取的一次和二次諧波信號所示,去除了高頻調制后,得到了提取的一次諧波和二次諧波信號,其中抖動波形是由于光路或電路系統帶來的低頻噪聲所引起,對上述信號采用平滑濾波等數據處理方法處理后,根據甲烷氣體檢測原理進行一次諧波和二次諧波的比值計算.

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