基于数字滤波的光电检测系统设计与实现

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lovetheme1988
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自21世纪以来,光电检测技术已经应用到包括像家用、工用以及军用等等的各个方面,与此同时计算机技术的迅速发展为光电检测数据的后期处理提供了强力的支持。在数据处理时,传统的模拟滤波需要电路的稳定可靠性作为要求,而电路稳定性极容易受到环境等因素的影响,所以研究一种基于数字滤波的光电检测方法变得尤为重要。为了满足大气气溶胶检测准确性的需要,以及提升系统的稳定性,本论文将从数字滤波的方向出发设计出一套双光路单探测器的光电检测系统。本系统主要由三部分组成:一是设计了基于双通道的单探测器检测装置,其主要是产生两路可通过待测物的不同频率光信号并进行光电信号的转换;二是利用12位采样精度的STM32F407VET6型单片机对转换的电信号进行采样,并通过串口输出采样数据;三是通过Visual C++6.0集成开发环境进行数字滤波软件的开发,通过微软基础类库(MFC)构建了软件外部框架,并通过设计加窗FIR滤波函数实现了对采样信号的滤波处理,同时设计快速傅里叶变换(FFT)函数实现了频谱的计算处理,最后通过内存绘图显示在软件上。为了验证实验数据的可行性,将FIR数字滤波软件的滤波数据保存在本地,通过将示波器的读取下来的单一频率的原始数据进行了正弦信号的拟合,对拟合的数据进行了有效值的计算,同时利用MATLAB计算了两个频率叠加的信号的频谱对比数据发现滤波器与示波器两个频率信号的有效值比值十分接近。因此本系统可以作为基于数字滤波的双通道单探测器光电检测系统的解决方案。
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