一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路，微控制器产生方波信号Vr控制斩光模块，得到微弱交变光信号，光电转换电路将微弱交变光信号进行转换，得到包含直流电压信号和交变电压信号V2的电压信号V1，交变电压信号V2输出至同相放大电路，同相放大电路放大交变电压信号V2得到交变电压信号Vs，带通滤波电路将交变电压信号Vs滤波得到交流正弦电压信号Va，相敏检测电路将幅值为1的方波信号与交流正弦电压信号Va相乘得到交变电压信号Vd，低通滤波电路对交变电压信号Vd进行滤波，得到用于反映微弱光信号强度的直流电压信号VOUT；优点是在实现小型化的同时，检测灵敏度高、检测下限低。下限低。下限低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路


[0001]本专利技术涉及微弱光信号检测电路，尤其是涉及一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路。

技术介绍

[0002]在光学研究中，待测的光信号可能很微弱，而且受到噪声干扰，甚至出现噪声信号强度远高于待测光信号的情况。微弱光信号是一个相对量，相对于噪声信号而言，光信号被淹没于噪声信号之中，难以被检测到。将光信号从噪声中检测出来是当前微弱光信号检测电路的技术关键。噪声的本质和特性决定了微弱光信号检测电路的检测灵敏度与检测下限，微弱光信号检测电路的关键在于抑制噪声并提高信噪比。斩波调制电路能将微弱光信号调制成交变光信号，能够回避1/f噪声并得到与调制频率同步的交变光信号。利用相敏检测电路和低通滤波电路构成的锁定放大器能够改善信噪比，提高微弱光信号检测电路对噪声干扰的抵抗能力。
[0003]文献1(胡振德,管轶华,谢建军,金庆辉.一种基于锁定放大的微弱荧光检测仪研制[J].无线通信技术,2021,30(02):50
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55+62.)中提出一种斩波调制电路,其电路图如图1所示。该斩波调制电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路，其特征在于包括斩光模块、光电转换电路、高通滤波电路、同相放大电路、带通滤波电路、相敏检测电路、低通滤波电路和微控制器，所述的斩光模块用于在所述的微控制器控制下，将微弱光信号调制为微弱交变光信号，所述的光电转换电路用于将所述的斩光模块调制的微弱交变光信号转换为电压信号输出至所述的高通滤波电路，将所述的光电转换电路输出的电压信号记为V1，V1包含直流电压信号和交变电压信号V2，所述的高通滤波电路用于滤除电压信号V1中的直流电压信号得到交变电压信号V2输出至所述的同相放大电路，所述的同相放大电路用于放大所述的高通滤波电路输出的交变电压信号V2得到交变电压信号Vs输出至所述的带通滤波电路，所述的带通滤波电路用于对所述的同相放大电路输出的交变电压信号Vs进行滤波得到交流正弦电压信号Va输出至所述的相敏检测电路，所述的相敏检测电路通过参考信号Vc实现幅值为1的方波信号与交流正弦电压信号Va相乘得到交变电压信号Vd输出至所述的低通滤波电路，所述的参考信号Vc由所述的微控制器提供，所述的低通滤波电路用于对所述的相敏检测电路输出的交变电压信号Vd进行滤波，得到用于反映所述的微弱光信号强度的直流电压信号VOUT在其输出端输出，所述的微控制器能够读取所述的低通滤波电路输出的直流电压信号VOUT，实现了微弱光信号的检测；所述的微控制器产生频率和幅值均相同的两路方波信号，将一路方波信号记为Vr，方波信号Vr用于控制所述的斩光模块将微弱光信号调制为微弱交变光信号，其中微弱交变光信号的频率与方波信号Vr相等，另一路方波信号作为参考信号Vc输出至所述的相敏检测电路。2.根据权利要求1所述的一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路，其特征在于所述的高通滤波电路、所述的同相放大电路、所述的带通滤波电路和所述的低通滤波电路分别具有输入端和输出端，所述的相敏检测电路具有输入端、输出端和控制端，所述的微控制器分别与所述的斩光模块、所述的低通滤波电路的输出端和所述的相敏检测电路的控制端连接，所述的光电转换电路的输出端与所述的高通滤波电路的输入端连接，所述的高通滤波电路的输出端与所述的同相放大电路的输入端连接，所述的同相放大电路的输出端与所述的带通滤波电路的输入端连接，所述的带通滤波电路的输出端与所述的相敏检测电路的输入端连接，所述的相敏检测电路的输出端与所述的低通滤波电路的输入端连接。3.根据权利要求1或2所述的一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路，其特征在于所述的斩光模块包括液晶玻璃，所述的微控制器与所述的液晶玻璃连接，所述的方波信号Vr用于控制所述的液晶玻璃中电流的通断，进而控制所述的液晶玻璃的透光与不透光状态，使照射在所述的液晶玻璃处的微弱光信号调制为微弱交变光信号。4.根据权利要求2所述的一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路，其特征在于所述的光电转换电路包括硅光电倍增管、第一电阻和第二电阻，所述的第一电阻的一端接27V电压，所述的第一电阻的另一端与所述的硅光电倍增管的阴极端连接，所述的硅光电倍增管的阳极端与所述的第二电阻的一端连接且其连接端为所述的光电转换电路的输出端，所述的第二电阻的另一端接地。5.根据权利要求2所述的一种基于电子斩光的微弱光信号检测电路，其特征在于所述的高通滤波电路包括第一电容和第三电阻，所述的第一电容的一端为所述的高通滤波电路的输入端，所述的第一电容的另一端与所述的第三电阻的一端连接且其连接端为所述的高通滤波电路的输出端，所述的第三电阻的另一端接地。
6.根据权利要求2所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁昌青，邬杨波，曹茗雨，倪海燕，金庆辉，郭智勇，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：