專利名稱：光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電檢測(cè)技術(shù)，具體是指一種光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)
試系統(tǒng)及測(cè)試方法，它用于各種光探測(cè)器前置放大器電路的頻率響應(yīng)測(cè)試。
背景技術(shù)：
各種類型光電探測(cè)器前置放大器的頻率響應(yīng)特征直接決定了系統(tǒng)對(duì)不同頻譜光 電信號(hào)的實(shí)際響應(yīng)，顯著影響著系統(tǒng)對(duì)被測(cè)目標(biāo)的真實(shí)反映能力，比如在傅里葉變換紅外 光譜儀中，要求光探測(cè)器前置放大器的頻率響應(yīng)在干涉信號(hào)頻帶范圍內(nèi)盡量平坦，否則反 演后的光譜圖就畸變，與被測(cè)目標(biāo)的實(shí)際光譜特征產(chǎn)生偏差。因此在光電探測(cè)器前置放大 器設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)其頻率響應(yīng)特征的測(cè)試是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。通常的測(cè)試方法是脫離 光探測(cè)器，單純利用精密的電子學(xué)儀器從電路傳輸特性上對(duì)前置放大器的頻響進(jìn)行測(cè)試， 由于實(shí)際測(cè)量的電信號(hào)不是光探測(cè)器自身提供的，測(cè)試結(jié)果往往不能真實(shí)反映整體電路的 實(shí)際情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要建立一種光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)及測(cè) 試方法，它利用光探測(cè)器自身輸出的光電信號(hào)作為信號(hào)源，利用光學(xué)檢測(cè)的基本方法，以實(shí) 際不同頻率的光電信號(hào)為測(cè)量對(duì)象，真實(shí)測(cè)量得到了各個(gè)頻率條件下的前置放大器電路的 光強(qiáng)響應(yīng)。 如圖1所示，其特征在于它包括可外部調(diào)制型光源1、鎖相放大器2、信號(hào)發(fā)生器 3、數(shù)據(jù)采集器4、計(jì)算機(jī)5。信號(hào)發(fā)生器3產(chǎn)生的不同頻率的正弦電信號(hào)一分為二， 一路電 信號(hào)進(jìn)入鎖相放大器2的參考通道，另一路電信號(hào)對(duì)可外部調(diào)制型光源1進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，待 測(cè)光電探測(cè)器及其前置放大器電路響應(yīng)可外部調(diào)制型光源1的光強(qiáng)變化并產(chǎn)生相應(yīng)的光 電信號(hào)后輸入到鎖相放大器2的信號(hào)通道，鎖相放大器2進(jìn)行一次諧波檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果被數(shù) 據(jù)采集器4采集，采集的數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)顯示和處理。 本發(fā)明的光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試方法包括下列步驟
A.信號(hào)發(fā)生器3產(chǎn)生的正弦電信號(hào)一分為二，一路電信號(hào)進(jìn)入鎖相放大器2的參 考通道，另一路電信號(hào)對(duì)可外部調(diào)制型光源1進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，調(diào)制過(guò)程中保持交變光強(qiáng)的 幅值不變； B.待測(cè)光電探測(cè)器及其前置放大器電路響應(yīng)可外部調(diào)制型光源1的光強(qiáng)變化并 產(chǎn)生相應(yīng)的光電信號(hào)后輸入到鎖相放大器2的信號(hào)通道； C.鎖相放大器2對(duì)進(jìn)入信號(hào)通道的光電信號(hào)進(jìn)行一次諧波檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果被數(shù)據(jù) 采集器4采集，通過(guò)計(jì)算機(jī)接口由計(jì)算機(jī)處理和顯示； D.在一定頻率范圍內(nèi)改變信號(hào)發(fā)生器3輸出的正弦調(diào)制信號(hào)的頻率，鎖相放大器 2輸出相應(yīng)頻率的信號(hào)通道的一次諧波信號(hào)，也就是待測(cè)探測(cè)器對(duì)應(yīng)于該頻率的光強(qiáng)響應(yīng)； 利用簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)程序就可以描繪出待測(cè)探測(cè)器放大器電路的頻響曲線。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用光探測(cè)器自身輸出的光電信號(hào)作為信號(hào)源，利用光學(xué)檢測(cè) 的基本方法，以實(shí)際不同頻率的光電信號(hào)為測(cè)量對(duì)象，真實(shí)測(cè)量得到了各個(gè)頻率條件下的 前置放大器電路的光強(qiáng)響應(yīng)。


圖1為本發(fā)明的光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 其中 1——可外部調(diào)制型光源； 2——鎖相放大器； 3——信號(hào)發(fā)生器； 4——數(shù)據(jù)采集器； 5——計(jì)算機(jī)； 6——待測(cè)光探測(cè)器。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)圖1給出本發(fā)明一個(gè)較好實(shí)施例。 用于光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試的系統(tǒng)包括如下幾個(gè)部分
1)可外部調(diào)制型光源1 可外部調(diào)制型光源接收來(lái)自于信號(hào)發(fā)生器的正弦信號(hào)的調(diào)制，產(chǎn)生正弦交變的光 強(qiáng)。選用日本NEL公司的激光二極管，波長(zhǎng)1550nm，控制器選用美國(guó)ILX Lightwave公司的 LDC-3724B型產(chǎn)品。
2)鎖相放大器2 鎖相放大器對(duì)正弦調(diào)制的光電信號(hào)進(jìn)行一次諧波檢測(cè)。選用AMETEKADVANCED MEASUREMENT TECHNOLOGY公司的5105型鎖相放大器模塊。
3)信號(hào)發(fā)生器3 信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生各種頻率的正弦信號(hào)。選用美國(guó)Tektonix公司的AFG3252型信 號(hào)發(fā)生器。 4)數(shù)據(jù)采集器4 數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)采集鎖相放大器輸出的一次諧波信號(hào)。選用adlink公司的 DAQ2005型數(shù)據(jù)采集卡。
5)計(jì)算機(jī)5 計(jì)算機(jī)把采集到的各種頻率對(duì)應(yīng)的一次諧波信號(hào)進(jìn)行處理和顯示，給出待測(cè)探測(cè) 器前置放大器的頻響特征，選用普通計(jì)算機(jī)。
權(quán)利要求
一種光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，它包括可外部調(diào)制型光源(1)、鎖相放大器(2)、信號(hào)發(fā)生器(3)、數(shù)據(jù)采集器(4)、計(jì)算機(jī)(5)，其特征在于可外部調(diào)制光源(1)的波長(zhǎng)被待測(cè)光電探測(cè)器響應(yīng)；信號(hào)發(fā)生器(3)產(chǎn)生的正弦電信號(hào)一分為二，一路電信號(hào)進(jìn)入鎖相放大器(2)的參考通道，另一路電信號(hào)對(duì)可外部調(diào)制型光源(1)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，待測(cè)光電探測(cè)器及其前置放大器電路響應(yīng)可外部調(diào)制型光源(1)的光強(qiáng)變化并產(chǎn)生相應(yīng)的光電信號(hào)后輸入到鎖相放大器(2)的信號(hào)通道，鎖相放大器(2)進(jìn)行一次諧波檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果被數(shù)據(jù)采集器(4)采集，采集的數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)顯示和處理。
2. —種基于如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試方法， 其特征在于包括如下步驟A. 信號(hào)發(fā)生器(3)產(chǎn)生的正弦電信號(hào)一分為二，一路電信號(hào)進(jìn)入鎖相放大器(2)的參 考通道，另一路電信號(hào)對(duì)可外部調(diào)制型光源(1)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，調(diào)制過(guò)程中保持交變光強(qiáng) 的幅值不變；B. 待測(cè)光電探測(cè)器及其前置放大器電路響應(yīng)可外部調(diào)制型光源(1)的光強(qiáng)變化并產(chǎn) 生相應(yīng)的光電信號(hào)后輸入到鎖相放大器(2)的信號(hào)通道；C. 鎖相放大器(2)對(duì)進(jìn)入信號(hào)通道的光電信號(hào)進(jìn)行一次諧波檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果被數(shù)據(jù)采 集器(4)采集，通過(guò)計(jì)算機(jī)接口由計(jì)算機(jī)處理和顯示；D. 在一定頻率范圍內(nèi)連續(xù)改變信號(hào)發(fā)生器(3)輸出的正弦調(diào)制信號(hào)的頻率，鎖相放 大器輸出對(duì)應(yīng)頻率的信號(hào)通道的一次諧波信號(hào)，也就是待測(cè)探測(cè)器對(duì)應(yīng)于該頻率的光強(qiáng)響 應(yīng)；利用簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)程序就可以描繪出待測(cè)探測(cè)器放大器電路的頻響曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法，它用于各種光探測(cè)器前置放大器電路的頻率響應(yīng)測(cè)試。本發(fā)明的光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)包括可外部調(diào)制型光源、鎖相放大器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的光電探測(cè)器前置放大器電路頻響參數(shù)測(cè)試方法基于鎖相放大器的一次諧波檢測(cè)原理，特征在于信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的特定頻率的正弦信號(hào)對(duì)可外部調(diào)制型光源進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，調(diào)制后的光強(qiáng)變化被光電探測(cè)器及其前置放大器電路響應(yīng)輸出相應(yīng)的光電信號(hào)，該調(diào)制頻率下的光電信號(hào)被鎖相放大器作為一次諧波信號(hào)檢出，這樣，在一定范圍內(nèi)改變信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦信號(hào)的頻率就可以得到待測(cè)光電探測(cè)器前置放大器電路的頻響特征。
文檔編號(hào)G01M11/02GK101726405SQ20091019992
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者亓洪興, 李正文, 楊俊 , 潘明忠, 舒嶸 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所