微弱激光脉冲探测技术研究

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针对目前专用的微弱激光脉冲探测仪器存在造价高、体积大和灵活性小等缺点,本论文在相关检测技术的基础上,研究了把数字正交相关检测技术应用于背景光噪声干扰下的微弱激光脉冲检测中,以达到抑制噪声,提高信噪比的目的。同时采用DSP处理器实现检测算法,最终开发出一个通用化、小型化的高精度探测系统。论文中对数字正交相关检测技术进行了理论分析,并运用Labview软件仿真,确定了检测的基本参数并对其检测结果进行验证,并根据检测技术原理对微弱激光脉冲探测系统的总体方案进行了设计,完成了整个系统硬件电路的光电检测前置放大模块和基于DSP的信号采集处理模块两大部分的原理图设计、PCB板设计、PCB板焊接以及电路调试。调试实验结果得出各模块均能够达到系统的硬件设计要求。同时在进行基于DSP的信号采集处理模块的功能调试实验中,分别编写了相应的调试程序,验证了各个部分能够实现其相应的功能。最后,本论文针对探测系统中基于DSP的信号采集处理部分进行了软件总体设计,软件设计从功能上包括系统初始化程序、数据采集程序、数字信号处理程序以及处理结果输出程序四个部分,文中对各个程序的功能进行了说明以及给出了相应的程序流程图。本论文设计的微弱激光脉冲探测系统中的光电检测前置放大模块的最小可探测功率可以达uW数量级,且探测相对误差在0.23%~0.83%范围内。基于DSP的信号采集处理模块中的A/D采集可以实现双通道同步采集,分辨率为16bit:D/A输出的绝对误差在0.004~0.023V范围内,转换精度为12bit。实验结果表明系统的硬件电路设计是可行的。本论文所做的工作,将为今后进一步开展软件程序编写工作提供了重要的依据,以达到最终形成一个通用的、便携的、高精度的微弱激光脉冲探测系统的目的。
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