一种时变信号频谱的探测获取系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种时变信号频谱的探测获取系统及方法，包括有光源、光调制器、扩束镜、汇聚透镜、探测器、数据采集系统和计算机；所述光源经光调制器调制后具有光强随时间按正/余弦变化形式，调制光经扩束器后对时变信号源进行照射，反射或透射光经汇聚透镜后到达探测器上，数据采集系统经时间积分获取一段时间内的总光强信息，计算机对相应的调制和探测信息进行保存并进行相应的运算来获取时变信号的频谱形式。本发明专利技术结合光调制技术和傅里叶变换原理，对时变信号进行时间积分探测，根据时间积分获取的强度值及其光调制信息来获取时变信号的频谱。本发明专利技术系统结构简单，成本低，探测信噪比高，可对重复时变信号进行探测。

A detection system and method for time-varying signal spectrum

The invention discloses a detection signal time-varying spectrum acquisition system and method, including a light source, a light modulator, a beam expander, a convergent lens, a detector and a data acquisition system and a computer; the source of the light modulator modulated with light intensity with time according to the positive / cosine change form, the modulated light beam expander for the time-varying signal source of radiation, reflection or transmission of light through the convergent lens after reaching the detector, a data acquisition system with time integral gain within a period of time the total light intensity, spectrum modulation and detection of computer information corresponding to save and the corresponding operation to obtain the time-varying signal. Combined with optical modulation technology and Fu Liye transform principle, the invention integrates time integration detection for time-varying signals, and obtains the spectrum of time-varying signals based on intensity values acquired by time integration and optical modulation information. The invention has simple system structure, low cost, high detection signal to noise ratio, and can detect repeated time-varying signals.

【技术实现步骤摘要】
一种时变信号频谱的探测获取系统及方法
在信号分析等领域，时变信号主要表示加载了信息的随时间变化信号，但直接探测时变信息只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量的大小，而傅里叶变换的频域分析可以有效弥补以上不足。对信号进行傅里叶变换获取频谱分布是对信号进行分析的重要手段，现已广泛应用于表述及分析时变信号领域。一些特殊信号和工业的重要信号在时域内无法进行有效地处理和理解，而傅里叶变换把原来不容易处理的信号变成了比较容易分析的信号，而且可以用这一理论来对一些信号进行后期的加工和处理，从而得出比较容易理解和更具科学性的东西。本专利提出一种新型的时变信号频谱获取系统及方法。
技术介绍
传统方法利用快速响应探测器来对时变信号进行直接探测并获取时域信号，而本专利系统中不需要探测器对时变信号进行时间分辨探测，而是结合光调制技术和傅里叶变换原理，对时变信号进行时间积分探测，根据时间积分获取的强度值及其光调制信息来获取时变信号的频谱。由于探测器对时变信号进行时间积分探测，因此本系统及方法在微弱、瞬时等信号的获取分析领域将具有重要的应用和科学价值。同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时变信号频谱的探测获取系统，其特征在于：包括有光源、光调制器、扩束镜、汇聚透镜、探测器、数据采集系统和计算机；所述光源经光调制器调制后具有光强随时间按正/余弦变化形式，调制光经扩束器后对时变信号源进行照射，反射或透射光经汇聚透镜后到达探测器上，数据采集系统经时间积分获取一段时间内的总光强信息，计算机对相应的调制和探测信息进行保存并进行相应的运算来获取时变信号的频谱形式。

【技术特征摘要】
1.一种时变信号频谱的探测获取系统，其特征在于：包括有光源、光调制器、扩束镜、汇聚透镜、探测器、数据采集系统和计算机；所述光源经光调制器调制后具有光强随时间按正/余弦变化形式，调制光经扩束器后对时变信号源进行照射，反射或透射光经汇聚透镜后到达探测器上，数据采集系统经时间积分获取一段时间内的总光强信息，计算机对相应的调制和探测信息进行保存并进行相应的运算来获取时变信号的频谱形式。2.一种时变信号频谱的探测获取方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：利用光调制器对光源进行调制使其出光强度按照余弦形式变化，可表示为：其中，b为背景项，k为调制比例系数，φ为余弦相位，u为调制频率；使用两个不同相位的调制光信号，分别表示为：调制光对时变信号源进行照射，并利用探测器按照时间积分的形式对反射光或者透射光进行探测，其探测信号值可以表示为：其中，O(t)表示由时变信号源产生的时变信号；利用探测器获取的两个探测值进行相减并除两倍的调制比例系数可得：其中，调制比例系数k可以通过对系统的标定来获取；根据离散傅里叶变换原理：

【专利技术属性】
技术研发人员：时东锋，王英俭，黄见，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34