到目前为止,微弱光电信号检测技术在许多领域中受到了越来越多的关注,更是航空航天等领域的主要研究内容。随着科技发展,人们对于微弱光电信号检测系统的精度要求越来越高。研究高精度的微弱信号探测仪是目前很多领域急需解决的问题,因此微弱光电信号检测与采集技术的研究具有重要的实际意义。首先,针对本文要检测的pA级微弱光电流信号,分析检测系统中存在的噪声及其对检测系统的影响,选择高精度,低噪声器件设计检测系统的前端调理电路。二阶放大电路的放大倍数为107,抗混叠滤波电路截止频率为7.8kHz,根据待测信号特性计算放大电路与滤波电路中选用的元器件的参数,并采用Multisum软件对电路进行仿真验证。经过验证后设计硬件电路。其次,经过前端处理电路处理的信号输入到24位AD转换电路进行转换,转换后的数字量送给DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理器)进行目标信号的幅值与频率信息检测。对于微弱光电流信号幅值检测部分,采用反向增益补偿法,对Duffing振子进行改进,增加放大增益项,可以直接调节放大增益来观察相轨迹的变化,从而根据混沌临界阈值与放大增益计算出待测信号幅值。对于频率检测部分,利用阵发混沌现象,采用过零检测法实现,通过记录Duffing振子的速度过零点有无规律来判断系统是否发生阵发混沌现象,然后通过计算阵发混沌周期间接计算出待测信号的频率信息。最后,对Duffing振子检测微弱光电流信号幅值与频率信息检测进行Matlab仿真,并对放大电路、滤波电路、AD转换电路及DSP主控电路进行连接及调试。设计硬件电路时采用大电阻分压法产生标准电流测试信号进行目标信号信息检测,其幅值测量误差不超过±0.26%,频率检测误差不超过为±0.5%,检测结果表明该检测系统测量精度较高,工作性能稳定。因此本文设计的微弱光电信号检测系统能够较好地完成待测光电流信号的幅值与频率检测与采集。