[实用新型]双相锁相放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锁相放大器和锁相放大器HF气体在线检测TDLAS系统，尤其是一种双相锁相放大器及双相锁相放大器HF气体在线检测TDLAS系统，属于气体在线检测领域。

背景技术

可调谐二极管激光吸收光谱技术是近年来发展起来的一种新型气体检测方法，在国外研究较早，被广泛应用于微量气体分析领域，目前国内市场对该类产品的需求旺盛，但受限于国外产品的技术限制和高昂的维修费用，所以，研制可调谐二极管激光吸收光谱技术在线检测HF气体系统显得尤为重要。

目前国内产品，大多处于研发阶段，且系统中所采用的锁相放大器多为国外进口的成品仪器锁相放大器，如Signal Recovery的7270等，体积庞大，不便于系统集成，在检测过程中，需要根据输入信号的频率、相位的变化反复调节检测信号和参考信号的相位关系，影响微量气体检测速度，不利于实现设备检测自动化。

在HF微量气体检测技术的检测过程中微量气体不够稳定、元器件传输延时、干扰气体吸收等因素导致检测输入信号与参考输入信号的相位差不断变化(检测输入信号发生相位漂移)，导致应用单相锁相放大器的传统检测装置的测量结果不够稳定、精确。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术中的缺陷提供一种结构紧凑、成本低廉、测量稳定精确，易于嵌入到测量设备中的双相锁相放大器及双相锁相放大器HF气体在线检测TDLAS系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

技术方案一： 

一种双相锁相放大器，包括前置放大电路，带通滤波电路，参考触发电路，锁相环路及移相电路、同相相敏检波器、正交相敏检波器、第一低通滤波器、 第二低通滤波器、矢量运算电路；

所述参考触发电路由级联的高通子电路、放大子电路、比较子电路组成；其输入端用于输入参考信号，其输出端接所述锁相环路及移相电路；

所述参考触发电路用于放大输入的参考信号、隔断其直流成分，产生并输出与其频率相同的方波驱动信号；将其输出至锁相环路及移相电路；

所述锁相环路及移相电路的输出端分别接所述同相相敏检波器和正交相敏检波器的相应输入端；用于移相所述方波驱动信号得到与其相位差为90度的正交相方波驱动信号，将所述方波驱动信号输出到同相相敏检波器的参考信号输入端，将正交相方波驱动信号输出至所述正交相敏检波器的参考信号输入端；

所述前置放大电路的输入端用于输入检测信号，其输出端接所述带通滤波电路的输入端；

所述带通滤波电路的输出端分别接所述同相相敏检波器和正交相敏检波器的相应输入端；用于将检测信号的频率成分限定在预定频带范围以内；

所述同相相敏检波器和正交相敏检波器的输出端分别经所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器接所述矢量运算器电路的相应输入端。

所述同相相敏检波器用于提取检测信号中与参考信号相位相同的同步输出信号；

所述正交相敏检波器用于提取检测信号中与参考信号相位相差90度的异步输出信号；

所述矢量运算电路用于将所述同步输出信号和异步输出信号矢量相加。

所述参考触发电路由级联的高通子电路、放大子电路、比较子电路组成。

所述高通子电路的输入端作为所述参考触发电路的输入端，所述高通子电路的输出端作为放大子电路的输入端，所述比较子电路的输出端作为所述双相锁相放大器的输出端接所述锁相环路及移相电路的输入端。

技术方案二： 

一种双相锁相放大器HF气体在线检测TDLAS系统，包括锁相放大器、信号发生器、激光驱动器、激光器、气体吸收池、探测器、前置放大器、数据采集卡；所述锁相放大器为双相锁相放大器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本实用新型的双相锁相放大器，在检测信号测量的过程中因为双相位的设计不需要反复调节参考信号和检测信号的相位关系，能够避免调节误差、相位漂移，节省测量时间，提高测量精准度。

2、实用新型的双相锁相放大器结构紧凑、成本低廉，易于嵌入到需要实现复杂背景下微弱信号测量的设备中。

3、采用双相位锁相放大器的HF气体在线检测TDLAS系统，在测量过程中，被检测微弱信号的振幅与检测输入信号和参考输入信号的相位无关，从而能够避免在测量过程中反复调节参考输入信号和检测输入信号的相位关系，提高检测速度，还能够避免检测信号的相位漂移，使测量结果稳定、精确。

附图说明

图1为本实用新型实施例的双相锁相放大器的结构示意图；