基于光斑位置检测系统的双通道数字锁相放大器研究

CIOMP OpenIR

	基于光斑位置检测系统的双通道数字锁相放大器研究
	赵玉玲
学位类型	硕士
导师	陈涛
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	硕士
关键词	激光通信光斑位置检测系统双通道数字锁相放大器
摘要	以激光为信息载体的大气激光通信技术因其具有通信速率高、通信容量大,抗截获能力强、保密性好等优点而成为通信技术发展的新方向,具有广阔的应用前景。在激光通信系统中,精跟踪系统的性能直接决定了激光链路的实时性与稳定性。本课题利用四象限探测器(Four-quadrant detector,QD)这种具有高灵敏度、高分辨率的位置探测器作为精跟踪探测器提取光斑质心位置。受背景光噪声的影响,QD接收到的微弱信标光信号通常被淹没在大量噪声中,难以检测。为了提高QD的检测精度,需要对背景噪声进行有效抑制。根据本课题中待测有用信号与噪声同处于低频段的特点,本文将基于FPGA的双通道数字锁相放大器应用于光斑位置检测系统中。文中首先对QD以及锁相放大器的工作原理进行了深入研究,并从理论和仿真上分析了将双通道数字锁相放大器应用于光斑位置检测系统的可行性及其对不同噪声的抑制能力。然后根据双通道数字锁相放大器的基本结构,完成了对双通道数字锁相放大器的硬件电路系统和FPGA数据处理模块的设计。为验证所设计的双通道数字锁相放大器能有效提升光斑位置检测系统对背景噪声的抑制能力,搭建了光斑位置检测系统实验平台。通过与传统的直接放大的方法进行对比,验证了当双通道数字锁相放大器的载波信号为正弦信号和方波信号时均可以有效抑制低频背景噪声。实验结果表明,采用双通道数字锁相放大器后光斑位置检测精度优于0.2μm,满足系统对光斑位置检测精度的要求。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61619
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	赵玉玲. 基于光斑位置检测系统的双通道数字锁相放大器研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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基于光斑位置检测系统的双通道数字锁相放大（3208KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文