大容量CO_2激光通信系统——激光脉冲信号探测和处理技术
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摘要
本文对大容量CO_2大气激光通信系统的总体构成进行了深入的研究，对实现机动式、大容量、高速率、远距离激光大气通信的基本原理和关键技术进行了探讨。文中重点对激光探测关键技术——浮动阈值和AGC技术做了详细论述。
浮动阈值系统的核心是数据采集技术，文中介绍了核心芯片TLC5540和TLC5615，利用MCS51单片机控制整个系统，对HgCdTe传感器输出的原始信号进行检测，实现了智能浮动阈值控制；同时阐述了性能先进的核心芯片——AD603及其应用于AGC放大器的特殊性。文中介绍了如何对其性能进行测试，给出了测试波形图及转换表并通过实验验证了该AGC放大器的性能，给出了实验波形图。本文对高灵敏度信号检测技术进行了深入的研究，提出了具体实验方案、给出实测数据，这对大容量CO2大气激光通信系统的进一步工程化、实用化具有一定的指导意义。
This article discussed the total constitute of communication system of large capacity C02 and the basic principle and the key technology of communication system with power-driven ,large capacity ,high speed and long distance. This article emphasisly talked about the two kind of technology, commonly used in laser pulse detection - Floating threshold value and AGC(Automatic gain control) technology.
The core of Floating threshold value system is the data sampling technology. We will introduce the key chip - TLC5540 and TLC5615 and utilize MCS51 to control the whole system in the article. It examines the original signal from the HgCdTe sensor and realizes the control of Floating threshold value. The key chip - AD603 and its application in the AGC amplifier also introduced in detail in the article. How to examine and the graphic of the result also introduce at the end of the article. It verifies the accuracy of the circuit through the experiment with the experimental oscillogram. We discusses the knowledge of technology of high sensitivity and raise the experiment plan and the practice data which has important means to the C02 communication system of large capacity.
浮动阈值系统的核心是数据采集技术，文中介绍了核心芯片TLC5540和TLC5615，利用MCS51单片机控制整个系统，对HgCdTe传感器输出的原始信号进行检测，实现了智能浮动阈值控制；同时阐述了性能先进的核心芯片——AD603及其应用于AGC放大器的特殊性。文中介绍了如何对其性能进行测试，给出了测试波形图及转换表并通过实验验证了该AGC放大器的性能，给出了实验波形图。本文对高灵敏度信号检测技术进行了深入的研究，提出了具体实验方案、给出实测数据，这对大容量CO2大气激光通信系统的进一步工程化、实用化具有一定的指导意义。
This article discussed the total constitute of communication system of large capacity C02 and the basic principle and the key technology of communication system with power-driven ,large capacity ,high speed and long distance. This article emphasisly talked about the two kind of technology, commonly used in laser pulse detection - Floating threshold value and AGC(Automatic gain control) technology.
The core of Floating threshold value system is the data sampling technology. We will introduce the key chip - TLC5540 and TLC5615 and utilize MCS51 to control the whole system in the article. It examines the original signal from the HgCdTe sensor and realizes the control of Floating threshold value. The key chip - AD603 and its application in the AGC amplifier also introduced in detail in the article. How to examine and the graphic of the result also introduce at the end of the article. It verifies the accuracy of the circuit through the experiment with the experimental oscillogram. We discusses the knowledge of technology of high sensitivity and raise the experiment plan and the practice data which has important means to the C02 communication system of large capacity.
引文
1 王俊杰，黄心汉．程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计．电子技术应用，1998
2 张奎刚，徐连海．ALTERA FPGA简介及其在LED显示屏控制中的应用．微处理机．2000(2)：26～27
3 王玉生等．单片机系统抗干扰及掉电保护措施．中国自动化学会第十一届青年学术年会论文集，1996
4 何立明．MCS-51系列单片机应用系统配置与接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1990
5 张雄伟，曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用．北京：电子工业出版社
6 何立明．单片机应用文集．北京：北京航空航天大学，1990
7 郑崇勋．数字电路故障对策与可靠性设计．北京：国防工业大学出版社，1995
8 万均力．激光探测系统阈值电路的分析与优化设计[J]．现代电子技术，1999，10：12～14
9 王幸之等．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学，2000
10 付心良．图象阈值选取方法的构造[J]．中国图象图形学报，2000，5(A)～6
11 颜景明．精密检测技术．江苏：东南大学出版社，1992
12 戴逸松．微弱信号检测方法及仪器[M]．北京：国防工业出版社，1995
13 孙培懋，刘正飞．光电技术[M]．北京：机械工业出版社，1992
14 张彤．光电检测．吉林：长春理工大学，1993
15 陈佳圭．微弱信号检测．北京：中央广播电视大学出版社，1987，108～115
16 杨福生，戴先中．带通信号采样定理[J]．信号处理，1986，1(2)：58～61
17 侯建军等．数字逻辑与系统[M]．北京：中国铁道出版社．2000
18 戴明桢，周建江．TMS320C54X DSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社
19 王玉坤，陈斌，陈立军等．数字接收机中的AGC技术[J]．军事通信技术．2000，6
20 李双田，李昌立，陈丹平等．短波数字接收机的算法研究和DSP实现[J]．电子学报．1999，(7)
21 祖顺等．现代通信原理．北京：电子工业出版社．2001
22 宣月清，冯军；电子线路(线性部分)；高等教育出版社；
23 张毅刚，彭喜源；MCS-51单片机应用技术；哈尔滨工业大学出版社。
24 赵茂泰；智能仪器原理及应用；电子工业出版社；
25 雷玉堂，王庆有，何加铭，张伟风编；光电检测技术；中国计量出版社
26 刘笃仁，杨万海．在系统可编程技术及其器件原理与应用．西安：西安电子科技大学出版社，2000
27 裕评，陆瑞强．CPLD数字电路设计—使用MAX+PLUS Ⅱ入门篇．北京：清华大学出版社，2001
28 张雄伟，陈亮，徐光辉．DSP集成开发与应用实例．西安：电子工业出版社
29 王念旭．DSP基础与应用系统设计．北京航空航天大学出版社
30 Low Noise 90MHz Variable gain amplifier AD603. Corp. Anolog Device. USA. 1995
31 EI XIAOYU. Study on Digital Readout Device of Metal Geometry Grating, Proceeding of the Fourth International Conference. Measurement and Control of Granular Materials. September 17～19, 1997, Shenyang, P.R. Chi
32 A.Yariv, Optical Electronics, CBS College Publishing, 1995
33 Intel Embedded Controller Application Handbook, 1999
34 Hotel Microcontroller Handbook, 1998
35 Noel Adorno. LabVIEW Instrument Driver Standards. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
36 Gary W Gohson. LabVIEW Graphic Programming. USA:MC Graw-Hill, 1998
37 LabVIEW User Mannal. USA: National Instruments Corporation, 1998
38 LabVIEW Function Manual. USA: National Instruments Corporation,1998
39 Chen Y. Multiresolution analysis, its link to the discrete parameter wavelet transforms and its initialization [J]. IEEE Trans signal Processing,1996, 44(4) : 1001～1006
40 Standard atmospheres for textiles conditioning and testing. ISO 139-1973 Textiles-Standard Atmospheres for conditioning and testing.
2 张奎刚，徐连海．ALTERA FPGA简介及其在LED显示屏控制中的应用．微处理机．2000(2)：26～27
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15 陈佳圭．微弱信号检测．北京：中央广播电视大学出版社，1987，108～115
16 杨福生，戴先中．带通信号采样定理[J]．信号处理，1986，1(2)：58～61
17 侯建军等．数字逻辑与系统[M]．北京：中国铁道出版社．2000
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20 李双田，李昌立，陈丹平等．短波数字接收机的算法研究和DSP实现[J]．电子学报．1999，(7)
21 祖顺等．现代通信原理．北京：电子工业出版社．2001
22 宣月清，冯军；电子线路(线性部分)；高等教育出版社；
23 张毅刚，彭喜源；MCS-51单片机应用技术；哈尔滨工业大学出版社。
24 赵茂泰；智能仪器原理及应用；电子工业出版社；
25 雷玉堂，王庆有，何加铭，张伟风编；光电检测技术；中国计量出版社
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29 王念旭．DSP基础与应用系统设计．北京航空航天大学出版社
30 Low Noise 90MHz Variable gain amplifier AD603. Corp. Anolog Device. USA. 1995
31 EI XIAOYU. Study on Digital Readout Device of Metal Geometry Grating, Proceeding of the Fourth International Conference. Measurement and Control of Granular Materials. September 17～19, 1997, Shenyang, P.R. Chi
32 A.Yariv, Optical Electronics, CBS College Publishing, 1995
33 Intel Embedded Controller Application Handbook, 1999
34 Hotel Microcontroller Handbook, 1998
35 Noel Adorno. LabVIEW Instrument Driver Standards. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
36 Gary W Gohson. LabVIEW Graphic Programming. USA:MC Graw-Hill, 1998
37 LabVIEW User Mannal. USA: National Instruments Corporation, 1998
38 LabVIEW Function Manual. USA: National Instruments Corporation,1998
39 Chen Y. Multiresolution analysis, its link to the discrete parameter wavelet transforms and its initialization [J]. IEEE Trans signal Processing,1996, 44(4) : 1001～1006
40 Standard atmospheres for textiles conditioning and testing. ISO 139-1973 Textiles-Standard Atmospheres for conditioning and testing.