1引言
數(shù)字鎖定放大器相比模擬鎖定放大器具有穩(wěn)定、精度高等特點(diǎn)[1],在頻率掃描中有明顯的優(yōu)點(diǎn);赥DLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)技術(shù)采用頻率調(diào)制技術(shù)向激光二極管注入正弦波電流進(jìn)行頻率調(diào)制,用調(diào)制頻率的倍頻信號(hào)作為參考信號(hào),用鎖定放大器鎖定所關(guān)心的二次諧波信號(hào),采用DSP設(shè)計(jì)的鎖定放大器用于二次諧波檢測(cè)使測(cè)量系統(tǒng)有極高的靈敏度、精確的分辨率以和較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。
2數(shù)字鎖定放大器原理
數(shù)字鎖定放大器DLIA的原理框圖及算法如圖1所示。
圖1系統(tǒng)框圖
由圖1即可運(yùn)用DSP數(shù)字鎖定放大器的軟件設(shè)計(jì),整個(gè)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)流程如圖2所示:
圖2 數(shù)字鎖放軟件流程
鎖定算法程序如下:
Void main()
{
……….. //系統(tǒng)初始化,變量定義及初始化,略
//產(chǎn)生頻率為f Hz(此處為激光信號(hào)二次諧波頻率)的參考正弦和參考余弦.
RefWave(f);
Sigfilt(); //運(yùn)用TI提供的濾波器庫濾除噪聲
Correlate(); //相關(guān)運(yùn)算
lpf();
AmpCalc();
PhaCalc();
………. //后續(xù)處理:顯示輸出、反饋控制量等
}
其中生成參考信號(hào)和相關(guān)計(jì)算子程序如下:
void RefWave(f)
{
for(i=0; i<f; i++)
{
x = _IQ(PI*i/10); //據(jù)本文公式(2)產(chǎn)生參考,N的值為20
sinx[i] = _IQsin(x); //采用Q格式運(yùn)算,因?yàn)?812為定點(diǎn)DSP
cosx[i] = _IQcos(x);
}
}
void Correlate()
{
for(i=0; i<n; i++) //n為積分時(shí)間的樣點(diǎn)數(shù)
{ &