PSD检测系统的电路研究103

摘         要

位置敏感探测器PSD（Position Sensitive Light Detector，简称PSD）是一种利用半导体的“横向光电效应”制成的光电位置敏感探测器。它具有体积小，灵敏度高，线性范围大，噪声低，分辨力高，光谱响应范围大，响应速度快，价格便宜及应用电路简单等优点。本文主要讨论位置敏感探测器PSD检测系统的电路研究与实现。详细介绍了位置敏感探测器PSD结构、工作原理、性能及应用。对以PSD为探测器的测量系统进行了推导，计算了系统参数对测量范围的影响。电路设计采用的“相位锁定”技术是利用同步相干检测技术。根据自相关原理，通过相关器强化信号，减少了噪声干扰，然后通过滤波积分，得到了与信号之间相位差成比例关系的直流电压，实现对信号的检测。该检测系统可准确可靠地完成对被测量的检测，并把检测的结果输出出来。该检测系统克服了以往检测方法繁琐、效率不高等不足，在实际运用中具有一定的意义。http://www.16sheji8.cn/

关键词：PSD位置敏感探测器  微弱信号检测技术  锁定放大器

ABSTRACT

Position Sensitive Light Detector (PSD), is a photo electronic position-sensitive detector based on lateral photo effect. It is first madein 1974, possesses small size, high sensitive, big linear range, low noise, high distinguish, big spectrum responsibility curve, rapid respond speed and its simple appliance circuit.Being a comprehensive introduction to the structure, operational principle, and performance index, and centering on the PSD of the test system. Then we deduce the measuring principle by means of PSD as a measuring system, and calculates the influence which this system parameters act on. Based on the scheme of the locked-in technique, we make the design of locked-in amplifier. This electric-circuit consists of preamplifier, AC amplifier, multiplier and low-pass filter. Through such parts we can gain the result of the DC voltage that has the proportion to the locked lag phase. This test system can accurately, reliably, and automatically accomplish a series of performance-testing. And aiming device and can make statistics for the test result. Without the shortages as with the traditional ones, the new system is feasible, flexible and expansible in practical application.http://www.16sheji8.cn/

Key words: PSD (Position Sensitive Devices), Weak Signal Detection, Lock-in Amplifier

目     录第一章   绪  论 11.1 引 言 11.2 PSD位置敏感器件的发展状况 1第二章  PSD位置敏感器件 32.1 光电检测技术简介 32.2 PSD传感器原理 32.2.1 PSD原理 32.2.2 PSD分类 42.2.3 PSD的特性 112.2.4 PSD的应用 14第三章 微弱信号检测技术 173.1 微弱信号检测与科技发展 173.2 微弱信号检测的基本方法及内容 173.3 锁定放大器 193.3.1 锁定放大器概述 193.3.2 几种典型的锁定放大器 223.3.3 锁定放大器的动态范围及动态协调 23第 四 章 PSD的应用电路的研究 254.1 一维PSD应用 254.1.1 I/U转换电路 264.1.2锁定放大器电路 264.1.3滤波电路 284.1.4数据采集及处理 28http://www.16sheji8.cn/4.2 二维PSD应用 33结    论 37致    谢 38参考文献 39第一章  绪  论1.1 引 言随着现代科学技术以及复杂的自动控制和信息处理理论和技术的提高，光电信号变换与检测技术的不断涌现，综合性的自动化、智能化的光电系统得到进一步发展，形成了跨学科的边缘技术就是光电技术。它是一种非接触测量的高新技术，它以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通过对载有被检测物体信息的光辐射进行检测，即通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大、滤波等检测电路提供有用信息，再经A/D变换接口输入微型计算机运算、处理，最后显示或打印输出所需检测对象的几何量或物理量等参数。现在光电检测技术已广泛地应用于工业、农业、文教、卫生、国防、科研和家庭生活等各个领域。http://www.16sheji8.cn/位置敏感探测器PSD（Position Sensitive Light Detector，简称PSD）是一种利用半导体的“横向光电效应”制成的光电位置敏感探测器。它具有体积小，灵敏度高，线性范围大，噪声低，分辨力高，光谱响应范围大，响应速度快，价格便宜及应用电路简单等优点。因此，我们将其引入实验室，以帮助我们更好的工作学习。1.2  位置敏感器件（PSD）应用简介近年来日本和美国相继运用PSD研制了各种仪器与装置，如激光测试微仪等。由于位置敏感探测器（Position Sensible Detector, PSD）器件具有体积小，灵敏度高，线性范围大，噪声低，分辨力高，光谱响应范围大，响应速度快，价格便宜及应用电路简单等优点，所以广泛应用于光电位置测量、光学遥控、位移和振动的检测与监控、激光准直、方向探测、光学边界判别、医用器械、形位误差测量、三维位置测量系统以及机器人视觉等方面。于http://www.16sheji8.cn/