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激光甲烷遥测检测仪的应用效果

来源: 发布时间:2022-06-16 447 次浏览

激光甲烷遥测检测仪介绍数字正交锁相放大器实现原理以及仿真验证等内容,数字正交锁相放大器原理及实现框图针对甲烷气体一次和二次谐波提取的要求设计数字正交锁相放大器实现框图.在相关后的每路信号中包括一次谐波或二次谐波的倍频分量,以及一次谐波和二次谐波的和频和差频分量等高频信号,以及/经过甲烷气体吸收相位移动引起的低频信号,将上述4路信号通过低通滤波器滤除高频分量后,则只剩下对应谐波的同相和正交低频分量,以及部分低频噪声.将上述一次谐波和二次谐波的同相和正交信号分别求平方和并开根号处理后,即可得到一次谐波和二次谐波的幅度信息,仿真经过甲烷气体吸收后的信号波形, 数字正交锁相放大器对甲烷气体吸收的仿真测试为验证本文设计的数字正交锁相放大器应用效果,对上述设计过程结合 FPGA 的具体实现方式进行仿真测试,首先采用数字频率合成(DDS)技术仿真经过甲烷气体吸收后的信号,其中包括一次谐波和二次谐波信号,并在信号上叠加噪/接收信号相关后的频谱可以看出其中包括一次谐波和二次谐波的和频和差频,以及对应的倍频分量等高频信号。


激光甲烷遥测检测仪以及去调制后的低频信号、本文对相关处理后的信号设计了低通滤波器以滤除高频分量,考虑 FPGA 的资源限制,设计了一个32阶的FIR低通滤波器,截止频率设计为、根据设计原理将低通滤波后的信号进行平方和开根号处理后,可得提取的一次谐波和二次谐波信号, 提取的一次和二次谐波信号所示,去除了高频调制后,得到了提取的一次谐波和二次谐波信号,其中抖动波形是由于光路或电路系统带来的低频噪声所引起,对上述信号采用平滑滤波等数据处理方法处理后,根据甲烷气体检测原理进行一次谐波和二次谐波的比值计算.

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