【正文】 。 研究生求學(xué)期間，我還得到了父母、親友和朋友們一如既往的全力支持?；仡櫷瓿烧撐牡膸讉€月，通過王老師的提供資料和耐心講解，使我對整個大學(xué)四年所學(xué)的知識有了更深刻的認(rèn)識，在課題研究等專業(yè)方面的能力有了很大的提高，也使我更加了解到所學(xué)的專業(yè)知識在實(shí)踐應(yīng)用方面所發(fā)揮的重要作用。本論文最后引入虛擬儀器技術(shù)，將信號通過數(shù)據(jù)采集進(jìn)入計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力對信號測量。電路設(shè)計(jì)采用的“相位鎖定”技術(shù)是利用同步相干檢測技術(shù)。總 結(jié)本文主要討論的是偏移量測量分系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見附錄2。虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)是可以利用前面板記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果如下圖。、。 DAQ1202/PCI數(shù)據(jù)采集卡連接示意圖 依次打開各硬件設(shè)備的電源，待各硬件設(shè)備工作穩(wěn)定后，啟動測試軟件。在實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的過程中，從理論分析的角度保證了系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在一定精度上的自動化測量。 數(shù)據(jù)計(jì)算及顯示存儲虛擬儀器框圖程序Waveform Chart 位于控件模板的圖形子模板上，顯示數(shù)據(jù)的方式是用縱坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)值，用橫坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)序號。連續(xù)取16個采樣值進(jìn)行平均后取平均值，在進(jìn)行下一步運(yùn)算。數(shù)據(jù)采集錯誤子VI，可以給出程序出錯的代碼，便于調(diào)試。讀取數(shù)據(jù)的為2K個字節(jié)。模擬數(shù)據(jù)輸入子VI，根據(jù)采集卡的配置，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。用戶配置模塊DAQ1202/PCI帶有數(shù)據(jù)采集配置軟件，用于對數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行配置。二、框圖程序。單級輸入包括+CH0到+CH7，CH0到CH7共16路有效通道。DAQ1202/PCI數(shù)據(jù)采集卡通過板卡上的跳線JJJ5和J6的不同連接，用戶可以選擇多種工作模式，在我的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中我選擇第二種工作方式， 。當(dāng)使用外部擴(kuò)展時，允許使用主連接器上的8位數(shù)據(jù)I/O線實(shí)現(xiàn)多路控制，用戶不能在使用。分辨率為12位，片內(nèi)帶有l(wèi)0V基準(zhǔn)電壓、時鐘及三態(tài)輸入緩沖器，比AD574增加了采樣保持電路。所以電路中的反饋電阻要盡量的大一些。圖 前置放大部分電路設(shè)計(jì)I/V轉(zhuǎn)換電路時，粗略地計(jì)算噪聲是必要的。整個電路具有低噪聲、低漂移、高輸入阻抗的特性。我選用雙向模擬開關(guān)CD4016代替模擬乘法器。從理論上講，用一個模擬乘法器和一個積分時間無限長的積分器，可從任意大的噪聲中將微弱信號檢測出來。相關(guān)檢測原理：如果發(fā)送信號的重復(fù)周期或頻率已知，就可在接收端發(fā)出一重復(fù)周期與發(fā)送信號相同的“干凈的”本地參考信號，將本地參考信號與混有噪聲的輸入信號進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，就能提高電路抗干擾性能。 相關(guān)器與濾波電路各種光電器件由于溫度、暗發(fā)射或外加電場的作用，當(dāng)無外界光信號作用時，在其工作回路中都會有暗電流產(chǎn)生，它是噪聲源之一。常用的弱光信號檢測可以有下列幾種方式，即：鎖相放大器、取樣積分器和光子計(jì)數(shù)器[12]。想要測量的信號越微弱，那么噪聲就相對地越大。通常是連不必要的信號（也就是噪聲）也一起被測量了。PSD S599101輸出的是四路電流信號，通過公式（），（）就可計(jì)算出相對的位置量x和y的值。PSD可分為一維PSD和二維PSD。即當(dāng)入射光斑落在器件感光面的不同位置時，PSD將對應(yīng)輸出不同的電信號。由極為均勻的表面電阻層和對向電極來檢出信號并通過放大和運(yùn)算而獲得被測位置。⑷ 數(shù)據(jù)采集卡主要核心還是A/D技術(shù)：我設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用DAQ12O2/PCI數(shù)據(jù)采集卡，它是LabVIEW程序的左右手，它具有高級的定時功能，A/D精度達(dá)到12位。⑵ 光電探測器的作用是將光能轉(zhuǎn)換成電能，是整個光電系統(tǒng)的關(guān)鍵。利用鎖相放大器將微弱的電流信號從噪聲中提取出來，并轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)采集卡可以檢測到的電壓信號。系統(tǒng)中的光學(xué)系統(tǒng)用來調(diào)節(jié)激光器的光斑之能被光電探測器有效地接受。這種器件和象限光電器件比較，其特點(diǎn)是，它對光斑的形狀無嚴(yán)格要求，光敏面上無象限分隔線，對光斑位置可連續(xù)測量[7]。象限式光電器件可用來確定光點(diǎn)在二維平面上的位置坐標(biāo)。這種器件的特點(diǎn)是，光敏元密集度大，總尺寸小，容易作到各單元多數(shù)一致，便于信號處理。但它的光電特性不如光電二極管好，在較強(qiáng)的光照下，光電流與照度不成線性關(guān)系。因此，集電結(jié)為反偏置，發(fā)射結(jié)為正偏置，集電結(jié)為光電結(jié)。只是它的集電極電流不只是受基極電路的電流控制，也可以受光的控制。這種管子響應(yīng)速度特別快，帶寬可達(dá)100GHz，足目前響應(yīng)速度最快的一種光電二極管。這種管子工作電壓很高，約100～200V，接近于反向擊穿電壓。由耗盡層寬度與外加電壓的關(guān)系可知，增加反向偏壓會使耗盡層寬度增加，從而結(jié)電容要進(jìn)一步減小，使頻帶寬度變寬。這樣，PN結(jié)的內(nèi)電場就基本上全集中于I層中，從而使PN結(jié)雙電層的間距加寬，結(jié)電容變小。按結(jié)構(gòu)分，也有同質(zhì)結(jié)與異質(zhì)結(jié)之分。 光電二極管和光電池一樣，其基本結(jié)構(gòu)也是一個PN結(jié)。硅單晶光電池短路電流為35～40mA/cm2。硅單晶光電池短路電流為35～40mA/cm2。襯底方面的電極稱為后極或下電極。光電池中最典型的是同質(zhì)結(jié)硅光電池。光敏面作成蛇形，電極作成梳狀是因?yàn)檫@樣即可以保證有較大的受光表面，也可以減小電極之間距離，從而既可減小極間電子渡越時間，也有利于提高靈敏度。光敏電阻的原理是半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)，只有能量（hν）大于材料禁帶寬度（Eg）的光子，才能使材料產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)。② 光譜響應(yīng)范圍響應(yīng)寬，根據(jù)光電導(dǎo)材料的不同，光譜響應(yīng)范圍可從紫外、可見光、近紅外擴(kuò)展到遠(yuǎn)紅外，尤其是對紅光和紅外輻射有較高的響應(yīng)度。 半導(dǎo)體光電導(dǎo)器件半導(dǎo)體光電導(dǎo)器件是利用半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光電探測器，所謂光電導(dǎo)效應(yīng)是表示材料受到光輻射后。在精密測量中，正確使用光電倍增管，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：1．陽極電流應(yīng)不超過1181。③光電子通過電場加速和電子光學(xué)系統(tǒng)聚焦入射到第一倍增極上，倍增極將發(fā)射出比入射電子數(shù)目更多的二次電子。半導(dǎo)體光發(fā)射材料的光吸收系數(shù)比金屬要大得多，由于體內(nèi)自由電子少，散射能量損失小，所以能量損失小，所以他的量子效率比金屬大得多，而光發(fā)射波長延伸至可見光和近紅外波段范圍。金屬對上述條件都不滿足。一般為納秒到幾百微妙。 光子檢測器件應(yīng)用廣泛，我們通常所說的光電檢測器件就是光子檢器件。用得最多的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是電磁閥、變阻器等。例如某些測量和分析儀器需要恒定光源，其測量的精度與光源的穩(wěn)定性有關(guān)，但光源的穩(wěn)定性易受到電源波動、光源本身老化等因素的影響。測量機(jī)構(gòu)可以是指示儀表、記錄儀表、數(shù)字顯示器、報警器及產(chǎn)品分選裝置等。包含光電傳感器的檢測裝置稱為光電檢測裝置。有時被測對象本身就是輻射能源，例如需要測溫的發(fā)熱體。 光電檢測的原理光電檢測主要由光電傳感器進(jìn)行測量。目前在國外，先進(jìn)的測量儀器常常帶有微型計(jì)算機(jī)。四、檢測數(shù)字化 它具有測量精度高，靈敏度高，測量速度快，指示值的客觀性（不因人或位置而異），易于自動化等優(yōu)點(diǎn)。先進(jìn)的檢測方法和儀器，應(yīng)能在零件加工過程中進(jìn)行主動測量，或在傳送帶上的傳輸過程中進(jìn)行檢測和發(fā)出信號，這樣既可減少工作人員，又可節(jié)省檢測時間，提高生產(chǎn)率。虛擬儀器通過軟件將通用計(jì)算機(jī)與儀器硬件結(jié)合起來，以透明的方式把計(jì)算機(jī)資源(如微處理器、內(nèi)存、顯示器等)和儀器硬件(如A/D、D/A、數(shù)字I/O、定時器、信號處理等)的測量、控制能力結(jié)合在一起，并通過應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析處理、表達(dá)以及圖形化用戶接口。 本文研究的目的是通過模擬實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證PSD的特性；檢驗(yàn)系統(tǒng)的測試功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)；檢驗(yàn)、評價測試系統(tǒng)的軟件功能。有線激光通信就是近二、三十年來迅猛發(fā)展起來的以光導(dǎo)纖維作為傳輸媒質(zhì)的光纖通信，目前己成為高速有線信息傳輸?shù)墓歉桑す馔ㄐ乓纻鬏斀橘|(zhì)的不同,又分為四種:光纖通信、大氣通信、空間通信、水下通信。空間光通信終端的數(shù)據(jù)率不斷提高，而體積、重量、功耗不斷下降，特別是未來采用WDM 和光波長路由等技術(shù)，有可能在衛(wèi)星之間和衛(wèi)星與地面之間建成一個全光網(wǎng)絡(luò)。在終端分布密度很低的地方和對于移動終端，空間光通信將比陸地網(wǎng)絡(luò)提供更高帶寬的數(shù)據(jù)、視頻及話音轉(zhuǎn)播等多媒體服務(wù)。所以，提高計(jì)算機(jī)軟件編程效率也就成了一個非?，F(xiàn)實(shí)的問題。 光電傳感器非常廣泛的應(yīng)用在激光通信中，它是一類把光輻射信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕钠骷?其工作原理是基于光輻射與物質(zhì)的相互作用所產(chǎn)生的光電效應(yīng)。激光通信技術(shù)是當(dāng)今世界發(fā)展速度最快、覆蓋范圍最廣、滲透性最強(qiáng)、應(yīng)用最廣泛的一個高新技術(shù)領(lǐng)域，同時也是推動全球信息通信業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力量，信息通信技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、社會各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，不僅能夠減少經(jīng)濟(jì)活動的交易費(fèi)用，大大降低社會運(yùn)行成本，而且能夠促進(jìn)知識的傳播和信息的共享，對于一個國家國民整體素質(zhì)的提高和經(jīng)濟(jì)社會的長遠(yuǎn)發(fā)展也將產(chǎn)生重大的意義。因?yàn)?，我們是利用?jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。光通信作為星際間長距離、干線通信