[实用新型]激光气体分析仪调制信号正弦波产生电路及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光气体分析仪技术领域，特别是一种激光气体分析仪调制信号正弦波产生电路及系统。

背景技术

随着人类生存环境的恶化，环境污染对人类的健康和安全的影响日益成为人们密切关注的问题，而工业生产作为造成环境污染的主要因素之一，对其环境的检测也已成为当今技术研究的重点，尤其是对其生产过程中产生的气体浓度的检测。如今，随着半导体激光吸收光谱技术的发展，得知被测气体只能够对特定波长的激光进行吸收，又根据朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律得知，半导体激光穿过被测气体的光强衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，因此，在实际应用中可通过测量待测气体对激光的衰减来测量气体的浓度。

目前，通常都是采用激光气体分析仪来实现对待测气体浓度的检测，其是一种在线监测管道内指定气体浓度的分析仪器，激光气体分析仪工作时需要用高频正弦波信号对光源进行调制，一般激光气体分析仪包括发射单元、测量气室、接收单元和分析仪单元，通过发射单元发出特定波长的激光束，穿过测量气室(其内部是待测气体)之后，由所述接收单元接收穿过待测气体的信号，并将其转换成光强信号，并通过所述分析单元对光强信号以及发射单元发出的激光信号进行分析，从而确定待测气体的浓度。所述发射单元包括可调谐激光二极管和光源驱动器，该可调谐发光二极管是由光源驱动器提供其工作所需的温度和电流，并通过所述温度和电流来控制发出的激光的波长，所以，对于上述特定波长的激光束可通过温度或电流两种调节方式来获得，而由于对可调谐激光二极管的电流信号进行调节的方式能够获取较快的频率调谐速度，所以，在实际应用中，通常都是采用电流调节方式，即通过一低频锯齿波信号与高频正弦波信号叠加后对所述光源驱动器输出的驱动信号进行调制，从而实现对可调谐激光二极管的电流信号的调制，进而得到具有特定波长的激光束。

目前，上述低频锯齿波信号与高频正弦波信号皆由中央处理单元和数字模拟转换器配合工作直接给出，具体为在数字模拟转换器的参考输入端输入一个直流电压基准(通常为2.5V)，在数字模拟转换器的数字信号输入端按照预先要求输入的不同的数字信号以产生所需要的低频锯齿波信号及高频正弦波信号。以直流电压基准为参考，通过改变数字模拟转换器的数字信号输入端的数字信号产生正弦波的方法需由中央处理单元计算出正弦波每一点对应的电压值，再依次将每个电压值对应的数字信号传输给数字模拟转换器，再由数字模拟转换器依次将电压值输出，其产生的正弦信号受数字模拟转换器有效位数及响应速度影响较大，尤其是正弦波信号频率较高时，数字模拟转换器有效位数及响应速度对其影响会特别大，使得正弦波信号噪声大，平滑度差。

实用新型内容

本实用新型提供一种激光气体分析仪调制信号正弦波产生电路及系统，其采用产生正弦波的另一种方法，使正弦波信号噪声小，平滑度好，且受数字模拟转换器有效位数及响应速度的影响较小。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种激光气体分析仪调制信号正弦波产生电路，包括：

方波生成电路，用于生成与待产生的第一正弦波的频率相同的方波；

波形转换电路，与所述方波生成电路连接，用于将所述方波生成电路输出的所述方波转换为第二正弦波，所述第二正弦波的峰值与所述方波的峰值相同；

信号调理电路，与所述波形转换电路连接，用于对所述波形转换电路输出的所述第二正弦波进行调理，使所述第二正弦波的峰值符合数字模拟转换器的参考端输入峰值范围要求；

幅度生成电路，与所述数字模拟转换器的数字输入端连接，用于输出与所述待产生的第一正弦波的幅度对应的固定数字信号；

所述数字模拟转换器，其参考端与所述信号调理电路连接，用于接收所述信号调理电路调理后输出的所述第二正弦波，其数字输入端用于接收所述幅度生成电路输出的所述固定数字信号，使得该数字模拟转换器的输出端输出需要的所述第一正弦波。

本实用新型是通过波形转换电路将与需要的正弦波频率相同的所述方波转换为第二正弦波，此时已经形成了平滑度好的正弦波，经过调理使其符合数字模拟转换器的参考端输入要求，正弦波信号噪声减小，再将第二正弦波输入数字模拟转换器的参考端，同时在数字模拟转换器的数字输入端只需要输入与需要的正弦波幅度对应的一个固定数字信号，从而产生需要的幅度、频率的正弦波，本实用新型产生正弦波采用不同于现有技术的另一种方式，使正弦波信号噪声小，平滑度好，且受数字模拟转换器有效位数及响应速度的影响较小。