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光谱透过率测试实验.docx

上传人:niupai21 2022/6/14 文件大小:282 KB

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光谱透过率测试实验.docx

文档介绍

文档介绍:光谱透过率测试实验
实验目的
(1)了解单色仪结构、原理和使用方法;进一步了解锁定放大器的工作原理以及其 使用方法。
(2)掌握单色仪的定标方法及用单色仪测定滤光片光谱透过滤的方法。深入理解微 弱信号检测的原理。
(3)学会设计检测的电容器组成,在一个周期内四个开关轮流接通,即每一 个电阻电容组成的积分器在四分之一的周期内对信号进行积分。把与参考信号(触发开关 的同步信号)同频率的正弦波在四个电容器上积分,在电容上的稳态电压分别为:
八 兀
= K V [cos 9 一 cos( 9 + )]
a 1 s 2
八 兀
= K V [cos( 9 + ) 一 cos( 9 + 兀)]
b 1 s 2
= 一 V
ca
V = 一 V db
式中Ki为放大倍数,V为输入信号的幅值,9为输入信号相对于参考信号的相位差。
多点信号平均器的输出信号V1 ,通过放大后,与参考信号的调相方波VR3进行相敏检
波,相敏检波器是开关式的相敏检波器,对于控制开关的同频信号相对于V1的相位差分
A
别为 0°、90°、180°、270°的输出波形对应的直流分量分别是: K2Vscos9 、
A A A
K 2 Vs Sin 申、—K 2 Vs C0S 9、- K 2 Vs Sin 申。K 2 是放大倍数。
相敏检波器的开关同步信号是参考信号输出的调相方波VR3。VR3与V1的相位差分别 为0°、90°、180°、270°四个频率为1024Hz的周期依次改变,每一种相位占四分之 一周期,因此,相敏检波器的同步开关用Vr3控制,输出信号通过低通滤波和放大后,在 多点信号平均器II中进行同步积累,由于模拟多点信号平均器的同步开关信号与调相同 步开关是同一个1024Hz的信号控制的,能保证严格同步。如图4所示。多点信号平均器
A
II的输出波形乙,多点信号平均器内四个电容上轮流输出的电压分别为 K 3 Vs cos 9、
A A A
K3Vssin9、 -K3Vscos 9 、 -K3Vssin9 。其中 K 为总放大倍数。这波形中包含了被测信
AA
号的同相分量Vs cos 9和正交分量Vssin 9。
同相、正交分量测量电路
被测信号用直角坐标分量表示,就需测量出同相分量和正交分量信号平均器II的输 出信号,通过两个电位器进行分压后,分成两路,分别输给同相分量通道和正交分量通 道的相敏检波器(PSD),两通道的电路完全一样,由相敏检波器(PSD)和低通滤波器组成,
A
所不同的正交PSD只响应多点信号平均器输出波形中的Vs血9电压,同相PSD只响应
AA
Vs C0S 9电压。通过低通滤波器后,最后的输出的直流电压为:同相分量Vx = KV C0S 9,
A
正交分量Vy = KVs Sin 9,很显然,这两个量是相敏的,可以作为矢量电压表使用,或任 何一路都可以作为单通道锁定放大器使用。上述两通道的低通滤波器的时间常数,通过 单片机控制。本仪器的测量显示是由A/D变换及单片机处理后。在液晶屏上同时显示^,
Vy两分量。
实验仪器
锁定放大器、光栅单色仪、溴灯、斩光器、高压汞灯、会聚透镜、滤光片等。 锁定放大器的使用
信号输入
被测信号可以有两个输入端Va , Vb输入,它们为超低噪声前置放大器的

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