諧振式紅外探測器閉環(huán)自激-檢測電路設計與探測性能測試.pdf

1、微諧振式紅外探測器的輸出信號為頻率信號,具有較強的抗干擾能力,能夠在常溫下實現紅外輻射的測量,因此引起了一些科研工作者的關注和研究。微諧振式紅外探測器的輸出信號幅值小、耦合干擾嚴重、信噪比低,需要研制閉環(huán)自激/檢測電路以提高諧振器的表觀品質因數、測量精度和速度,從而實現對被測信號的實時、動態(tài)測量。閉環(huán)自激/檢測電路的研制是微諧振式紅外探測器研究領域的一個重要內容。
　　論文利用鎖相環(huán)(PLL)的精確選頻和跟蹤特性,經過多次改進,研

2、制出由低噪聲前置放大器、四階巴特沃斯型線性帶通濾波器、-180o~180o移相器、正弦波-方波波形變換器、二分頻器、無相差頻率跟蹤鎖相環(huán)、幅值調整等環(huán)節(jié)組成的微諧振器閉環(huán)自激/檢測電路。優(yōu)化設計的巴特沃斯帶通濾波器在通帶具有最大平坦特性和近似線性的優(yōu)點,提高了閉環(huán)電路的穩(wěn)定性。設計的移相器能夠實現在-180o~180o范圍移相,擴展了移相范圍。通過對鎖相環(huán)模塊中一階環(huán)路濾波電路參數的合理設計,實現了無相差頻率跟蹤的功能。
　　其次

3、,設計了紅外光源驅動電路和諧振頻率采集系統以實現對基于負電阻溫度系數多晶硅電阻電熱激勵、壓阻檢測微橋諧振器的非制冷紅外探測器的探測性能的測試。閉環(huán)自激/檢測電路輸出的頻率信號通過FPGA頻率采集系統傳送給計算機中的Labview上位機界面,該頻率采集系統的相對誤差在10-6數量級,可滿足紅外探測器對頻率采集的高精度要求。
　　最后,通過設計的紅外光源驅動電路調制JSIR350-22-R紅外薄膜輻射源輻射的紅外光的周期和占空比,實現