由于光伏板测得的灰尘散射数据受到各种噪声和干扰因素的影响, 导致测量数据的误差大。因此, 为了得到准确的检测结果, 提出了一种结合卡尔曼滤波和数字锁相放大技术的信号去噪方法, 对混合了噪声的光伏板灰尘散射信号进行去噪处理。通过仿真实验和对实测的光伏板灰尘散射信号去噪, 并计算信噪比、均方根误差和平滑度, 验证了联合算法的去噪性能。结果表明, 卡尔曼滤波和数字锁相放大器联合去噪算法的信噪比比单一数字锁相放大器去噪算法提高了36%, 能够有效降低光电探测系统中的噪声干扰, 提高光电探测系统的精度和稳定性。

为了给太赫兹源、太赫兹探测器等太赫兹仪器的研制和生产提供测试保障, 研制了一种基于锁相放大原理的太赫兹功率测试仪器。目前, 许多商用锁相放大器价格高、体积大且结构和功能比较复杂, 不适合一些便携式检测系统。该仪器主要采用基于AD630的锁相放大方案来实现对微弱信号的检测。这种锁相放大器成本低、设计结构简单、灵活性强且集成度高。当标准太赫兹功率计测试到的太赫兹功率为96.8 mW和2.98 W时, 采用本文方案研制的太赫兹功率测试仪器测试到的功率分别为97.9 mW和3 W, 误差范围在±5% 以内。基于CD552-R3弱信号锁相放大方案只能提取到毫伏级信号, 而本文方案则可提取到微伏级信号。因此, 采用本文方案探测太赫兹功率时, 量程更宽且稳定性更高。

为了解决现有TDLAS气体检测系统体积庞大、集成度低的缺点并实现系统的小型化, 研制了一套基于FPGA的TDLAS气体检测系统, 采用模块化设计方法,将电流驱动、温度控制、信号调理、锁相放大等功能有机地集成于一体, 实现了激光输出和微弱信号解调的全自动化。同时, 研制的TDLAS气体检测系统小型化程度高、成本低, 利于小型化和推广。实验结果表明, 该气体检测系统检测性能良好, 二次谐波信号与湿度的线性拟合度达99.94%。在湿度为30%的条件下, 测量结果的标准差为3.23×10-3, 系统具备良好的稳定性。在此条件下, 系统背景噪声为5 mV, 信噪比达到36 dB。