CN116519626B - 用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路及系统，涉及太赫兹光谱和成像测量技术领域；本发明在现有的信号检测电路基础上进行结构上的改进，包括用于将太赫兹天线输出的电流信号转换成电压信号的I‑V转换模块，I‑V转换模块装设在太赫兹天线上；与I‑V转换模块通过同轴线连接的程控信号调理电路；通过将I‑V转换模块与程控信号调理电路分离，并将I‑V转换模块装设在太赫兹天线上，减少太赫兹天线与信号检测电路之间的寄生电容，显著提高信号检测电路在带宽和信噪比方面的性能，使得传统的信号检测电路可以满足基于异步采样的太赫兹成像光谱技术的要求。

Description

用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路及系统
技术领域
本发明涉及太赫兹光谱和成像测量技术领域，具体涉及用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路及系统。
背景技术
太赫兹波的范围从0.1-10THz，介于微波与红外之间，太赫兹波既具有物质穿透特性又具有物质指纹谱识别特性，在物质识别与透射成像方面具有广泛应用；此外太赫兹波单光子的能量低，只有几毫电子伏特，远低于X射线，因此不会因电离而破坏物质特性。太赫兹光谱和成像测量由于其穿透性、指纹识别和安全性，在各行各业都具有巨大的应用潜力。
太赫兹光谱和成像测量系统采用最广的是基于机械延迟线（振荡延迟线或旋转延迟线）的 THz-TDS 技术，但由于机械惯性，机械延迟线的扫描速度受到限制；基于异步采样的太赫兹成像光谱技术，由于摒弃了机械延迟线的结构，可以较轻松地突破扫描速度的限制，但对信号检测电路提出了更高要求，传统的信号检测电路带宽有限，噪声较大，无法适用于基于异步采样的太赫兹成像光谱技术中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：传统的信号检测电路的带宽有限，噪声较大，难以应用于基于异步采样的太赫兹成像光谱技术中；本发明目的在于提供用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路及系统，在现有的信号检测电路基础上进行结构上的改进，通过将I-V转换模块与程控信号调理电路剥离，并将I-V转换模块装设在太赫兹天线上，减少太赫兹天线与信号检测电路之间的寄生电容，显著提高信号检测电路在带宽和信噪比方面的性能，以满足基于异步采样的太赫兹成像光谱技术的要求。
本发明通过下述技术方案实现：
本方案通过一种用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，包括：
I-V转换模块，用于将太赫兹天线输出的电流信号转换成电压信号，所述I-V转换模块装设在太赫兹天线上；
程控信号调理电路，用于去除I-V转换模块输出电压信号中的直流偏压，并根据程控信号调整电压信号的增益和滤波带宽，所述程控信号调理电路与I-V转换模块通过同轴线连接。
本方案工作原理：传统的信号检测电路的带宽有限，噪声较大，难以应用于基于异步采样的太赫兹成像光谱技术中；本发明目的在于提供用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测系统方法及系统，在现有的信号检测电路基础上进行结构上的改进，通过将I-V转换模块与程控信号调理电路分离，并将I-V转换模块装设在太赫兹天线上，减少太赫兹天线与信号检测电路之间的寄生电容，显著提高信号检测电路在带宽和信噪比方面的性能，使得信号检测电路可以满足基于异步采样的太赫兹成像光谱技术的要求。
传统的信号检测电路从太赫兹天线到信号采集电路板上的电流放大器之间的同轴线上存在较大的寄生电容，导致电流放大电路带宽低，以及电流放大电路输入端的长同轴线极易引入噪声，可以满足常规基于机械延迟线的太赫兹成像光谱技术，但是对于基于异步采样的太赫兹成像光谱技术中，其宽低和噪声弊端就非常明显，基于异步采样的太赫兹成像光谱技术要求跨阻增益高（一般要求至少为105V/A）的同时，要求有较宽的模拟信号通道的带宽（一般大于5MHz），模拟通道的高增益高带宽特性对噪声性能也提出了较高的要求，因此传统的信号检测电路需要额外添加更多繁琐的展宽设备、跨阻增益设备以及降噪处理，鉴于此，本方案设计独立于程控信号调理电路的I-V转换模块，并将其直接配置于太赫兹天线上，并相应重新改进程控信号调理电路和I-V转换模块的电路结构和物理结构，解决了现有技术中从太赫兹天线到信号采集电路板上的电流放大器之间的同轴线上寄生电容导致电流放大电路带宽低，以及电流放大电路输入端的长同轴线极易引入噪声的问题。
所述I-V转换模块包括：跨阻放大器电路、电压放大器电路和第一电源管理电路；
所述太赫兹天线连接跨阻放大器电路的输入端，跨阻放大器电路的输出端连接电压放大器电路的输入端，电压放大器电路的输出端连接同轴线。
所述跨阻放大器电路包括：第一电容、第一电阻和第一运算放大器；
第一运算放大器的负极输入口作为跨阻放大器电路的输入端，第一电阻一端连接第一运算放大器的负极输入口，另一端连接第一运算放大器的输出口，第一电容并联在第一电阻两侧；
所述电压放大器电路包括：第三电阻、第二电阻和第二运算放大器；
第二运算放大器的正极输入口作为电压放大器电路的输入端，第二电阻一端连接第二运算放大器的负极输入口，另一端连接第二运算放大器的输出口，第二运算放大器的负极输入口连接第三电阻后接地；第二运算放大器的输出口作为I-V转换模块的输出端；
所述第一电源管理电路包括开关稳压器和第一低压降线性稳定器，外部电源接入开关稳压器，开关稳压器连接第一低压降线性稳定器，第一低压降线性稳定器为跨阻放大器电路和电压放大器电路供电。
跨阻放大器用于将太赫兹天线输出的电流信号转换成电压，电压放大器电路用于对跨阻放大器输出信号进行再次放大；
所述I-V转换模块还包括壳体，在壳体的上部和下部分别形成两个腔体，所述跨阻放大器电路和电压放大器电路设置在同一个腔体内，所述第一电源管理电路设置在另一个腔体内。
所述程控信号调理电路包括：程控增益电路、程控滤波电路和第二电源管理电路；
程控增益电路的输出端连接程控滤波电路，程控滤波电路的输出端作为程控信号调理电路的输出端；第二电源管理电路为程控信号调理电路供电。
所述程控信号调理电路还包括DC耦合去偏电路；
所述DC耦合去偏电路的输入端作为程控信号调理电路的输入端，DC耦合去偏电路的输出端连接程控增益电路的输入端；
所述DC耦合去偏电路包括：数模转换器DAC、基准源、第六电阻、第八电阻、第九电阻、第四运算放大器、第四电阻、第七电阻、第五电阻和第三运算放大器；
DC耦合去偏电路的输入端串联第四电阻后连接第三运算放大器的负极输入端；第五电阻一端连接第三运算放大器的负极输入端，另一端连接第三运算放大器的输出端；第三运算放大器的正极输入端接地；第三运算放大器的输出端连接程控增益电路的输入端；
基准源串联第六电阻后连接至第四运算放大器的负极输入端，第四运算放大器的正极输入端接地，第四运算放大器的输出端串联第七电阻后接入第三运算放大器的负极输入端；数模转换器DAC串联第八电阻后连接至第四运算放大器的负极输入端，程控信号接入数模转换器DAC；第九电阻一端连接第四运算放大器的负极输入端，另一端连接第四运算放大器的输出端。
所述程控增益电路包括：第十电阻、第一单刀多掷开关、第五运算放大器和电阻阵列；
第五运算放大器的正极输入端作为程控增益电路的输入端，第五运算放大器的负极输入端串联第十电阻后接地，第一单刀多掷开关的动端连接在第五运算放大器的负极输入端，第一单刀多掷开关的不动端串联电阻阵列后连接第五运算放大器的输出端；
所述程控滤波电路包括：第十一电阻、第十二电阻、第一电容阵列、第二单刀多掷开关、第十三电阻、第十四电阻、第六运算放大器、第二电容阵列和第三单刀多掷开关；
第十一电阻一端作为程控滤波电路的输入端，另一端串联第十二电阻后接入第六运算放大器的正极输入端，第六运算放大器的负极输入端串联第十三电阻后接地，第十四电阻一端连接第六运算放大器的负极输入端，另一端连接第六运算放大器的输出端；第六运算放大器的正极输入端连接第二单刀多掷开关的动端，第二单刀多掷开关的多个不动端连接第一电容阵列后接地；第六运算放大器的输出端连接第三单刀多掷开关的动端，第三单刀多掷开关的多个不动端连接第二电容阵列，第二电容阵列连接在第十一电阻与第十二电阻之间；
所述第二电源管理电路包括第二低压降线性稳压器，外部电源通过第二低压降线性稳压器向程控信号调理电路供电。
所述电阻阵列包含多个与第一单刀多掷开关不动端一一对应连接的电阻，所述第一电容阵列包含多个与第二单刀多掷开关不动端一一对应连接的电容，所述第二电容阵列包含多个与第三单刀多掷开关不动端一一对应连接的电容。
电阻阵列实现程控增益电路的多档增益，通过程控信号选择不同的电路增益；程控滤波电路为低通滤波器，可通过程控信号选择滤波带宽；根据太赫兹扫描频率的不同，对于不同带宽的信号选择不同的低通截止频率，满足基于异步采样的太赫兹成像光谱技术的要求。
I-V转换模块装设在太赫兹天线上直接采集输出的电压信号中存在直流偏压，该直流偏压经过后级电路放大后会导致电路远离电路最佳直流工作点，影响检测结果的精准性，本方案在程控信号调理电路中还设置了DC耦合去偏电路，DC耦合去偏电路在DC耦合的前提下去除I-V转换模块输出电压信号中的直流偏压，通过程控信号输入数模转换器DAC设置去偏量，实现太赫兹信号的直流耦合，因此不损失信号中的低频成分。
所述同轴线设置有噪声屏蔽器件。
一方面独立于程控信号调理电路的I-V转换模块，并将其直接配置于太赫兹天线上，减少了同轴线极易引入的噪声，另一方面，通过程控滤波电路实现最大限度地抑止有用信号带宽之外的噪声，在不同的太赫兹扫描频率下达到最佳的噪声性能。
本方案还提供一种用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测系统，包括上述用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路及系统；在现有的信号检测电路基础上进行结构上的改进，通过将I-V转换模块与程控信号调理电路分离，并将I-V转换模块装设在太赫兹天线上，减少太赫兹天线与信号检测电路之间的寄生电容，显著提高信号检测电路在带宽和信噪比方面的性能，使得信号检测电路可以满足基于异步采样的太赫兹成像光谱技术的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路原理示意图；
图2为I-V转换模块的具体电路图；
图3为I-V转换模块的壳体结构示意图；
图4为程控信号调理电路示意图；
图5为太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测系统示意图A；
图6为太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测系统示意图B；
图7为程控增益电路输入端的频率响应示意图；
图8为传统检测电路的噪声电压波形示意图；
图9为本发明检测电路的噪声电压波形示意图；
图10为本发明应用于基于异步采样的太赫兹系统测得的太赫兹脉冲时域滤形示意图；
图11为本发明应用于基于异步采样的太赫兹系统测得的太赫兹脉冲时域滤形频谱示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-太赫兹天线，2-I-V转换模块，21-跨阻放大器电路，211-第一电容，212-第一电阻，213-第一运算放大器，22-电压放大器电路，221-第三电阻，222-第二电阻，223-第二运算放大器，23-第一电源管理电路，231-第一低压降线性稳定器，232-开关稳压器，24-I-V转换模块输入接口，25-I-V转换模块输出接口，26-I-V转换模块电源接口，27-腔体分割示意线，281-上盖板，282-下盖板，291-电路板，292-电源跳线，293-电源电路板；3-同轴线，4-程控信号调理电路，41-DC耦合去偏电路，410-数模转换器DAC，411-基准源，412-第六电阻，413-第八电阻，414-第九电阻，415第四运算放大器，416-第四电阻，417-第七电阻，418-第五电阻，419-第三运算放大器，42-程控增益电路，420-第十电阻，421-第一单刀多掷开关，422-第五运算放大器，423-电阻阵列，43-程控滤波电路，430-第十一电阻，431-第十二电阻，432-第一电容阵列，433-第二单刀多掷开关，434-第十三电阻，435-第十四电阻，436-第六运算放大器，437-第二电容阵列，438-第三单刀多掷开关，44-第二电源管理电路，440-第二低压降线性稳压器， 45-程控信号调理电路输入接口，46-程控信号调理电路电源接口，47-控制信号接口，48-程控信号调理电路输出接口。
实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例通过一种用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，如图1所示，包括：
I-V转换模块2，用于将太赫兹天线1输出的电流信号转换成电压信号，所述I-V转换模块2装设在太赫兹天线1上；太赫兹天线1连接至I-V转换模块输入接口24上；
程控信号调理电路4，用于去除I-V转换模块2输出电压信号中的直流偏压，并根据程控信号调整电压信号的增益和滤波带宽，所述程控信号调理电路4与I-V转换模块2通过同轴线3连接，同轴线3分别连载在I-V转换模块输出接口25和程控信号调理电路输入接口45。
所述I-V转换模块2包括：跨阻放大器电路21、电压放大器电路22和第一电源管理电路23；
所述太赫兹天线1连接跨阻放大器电路21的输入端，跨阻放大器电路21的输出端连接电压放大器电路22的输入端，电压放大器电路22的输出端连接同轴线3。
如图2所示，所述跨阻放大器电路21包括：第一电容211、第一电阻212和第一运算放大器213；
第一运算放大器213的负极输入口作为跨阻放大器电路21的输入端，第一电阻212一端连接第一运算放大器213的负极输入口，另一端连接第一运算放大器213的输出口，第一电容211并联在第一电阻212两侧；
所述电压放大器电路22包括：第三电阻221、第二电阻222和第二运算放大器223；
第二运算放大器223的正极输入口作为电压放大器电路22的输入端，第二电阻222一端连接第二运算放大器223的负极输入口，另一端连接第二运算放大器223的输出口，第二运算放大器223的负极输入口连接第三电阻221后接地；第二运算放大器223的输出口作为I-V转换模块2的输出端；
所述第一电源管理电路23包括开关稳压器232和第一低压降线性稳定器231，外部电源接入开关稳压器232，开关稳压器232连接第一低压降线性稳定器231，第一低压降线性稳定器231为跨阻放大器电路21和电压放大器电路22供电。
如图3所示，所述I-V转换模块2还包括壳体，在壳体的上部和下部分别形成两个腔体，所述跨阻放大器电路21和电压放大器电路22设置在同一个腔体内，所述第一电源管理电路23设置在另一个腔体内，腔体分割示意线27如图所示。
I-V转换模块2的壳体为上下两面掏腔的方式，在上部和下部分别形成两个腔体；跨阻放大器电路21和电压放大器电路22构成的电路板291和第一电源管理电路23构成的电源电路板293分别置于壳体的上部腔体和下部腔体；在壳体的底部打小孔，I-V转换模块2的内部电源跳线292通过小孔将电源供给电路板291；壳体的上盖板281和下盖板282分别从上下两个方向覆盖在表面。I-V转换模块输入接口24、I-V转换模块输出接口25和I-V转换模块电源接口26分别设置壳体左右两侧；
I-V转换模块2集成后，开关稳压器232会对跨阻放大器电路21和电压放大器电路22造成干扰，因此设置具有两个腔体的壳体将第一电源管理电路23隔开，避免开关稳压器232对跨阻放大器电路21和电压放大器电路22造成的干扰。
所述程控信号调理电路4包括：程控增益电路42、程控滤波电路43和第二电源管理电路44；
程控增益电路42的输出端连接程控滤波电路43，程控滤波电路43的输出端作为程控信号调理电路4的输出端；外部电源从程控信号调理电路电源接口46接入第二电源管理电路44为程控信号调理电路4供电。程控滤波电路43连接程控信号调理电路输出接口48，程控信号从控制信号接口47接入程控信号调理电路4，太赫兹电压波形从程控信号调理电路输出接口48获取。
跨阻放大器用于将太赫兹天线1输出的电流信号转换成电压，电压放大器电路用于对跨阻放大器输出信号进行再次放大；
本实施例中的I-V转换模块2有一个电流接口和两个同轴连接器接口，其中一个同轴连接器接口用于电流信号输入，另外一个同轴连接器用于电压信号输出。I-V转换模块2需要设计得小而轻，以便其能直接通过作为电流输入接口的同轴连接器（SMA连接器或SMB连接器或与太赫兹天线匹配的其它连接器）安装在太赫兹天线1上。
如图4所示，所述程控信号调理电路4还包括DC耦合去偏电路41；
所述DC耦合去偏电路41的输入端作为程控信号调理电路4的输入端，DC耦合去偏电路41的输出端连接程控增益电路42的输入端；
所述DC耦合去偏电路41包括：数模转换器DAC 410、基准源411、第六电阻412、第八电阻413、第九电阻414、第四运算放大器415、第四电阻416、第七电阻417、第五电阻418和第三运算放大器419；
DC耦合去偏电路41的输入端串联第四电阻416后连接第三运算放大器419的负极输入端；第五电阻418一端连接第三运算放大器419的负极输入端，另一端连接第三运算放大器419的输出端；第三运算放大器419的正极输入端接地；第三运算放大器419的输出端连接程控增益电路42的输入端；
基准源411串联第六电阻412后连接至第四运算放大器415的负极输入端，第四运算放大器415的正极输入端接地，第四运算放大器415的输出端串联第七电阻417后接入第三运算放大器419的负极输入端；数模转换器DAC 410串联第八电阻413后连接至第四运算放大器415的负极输入端，程控信号接入数模转换器DAC 410；第九电阻414一端连接第四运算放大器415的负极输入端，另一端连接第四运算放大器415的输出端。
所述程控增益电路42包括：第十电阻420、第一单刀多掷开关421、第五运算放大器422和电阻阵列423；
第五运算放大器422的正极输入端作为程控增益电路42的输入端，第五运算放大器422的负极输入端串联第十电阻420后接地，第一单刀多掷开关421 的动端连接在第五运算放大器422的负极输入端，第一单刀多掷开关421 的不动端串联电阻阵列423后连接第五运算放大器422的输出端；
所述程控滤波电路43包括：第十一电阻430、第十二电阻431、第一电容阵列432、第二单刀多掷开关433、第十三电阻434、第十四电阻435、第六运算放大器436、第二电容阵列437和第三单刀多掷开关438；
第十一电阻430一端作为程控滤波电路43的输入端，另一端串联第十二电阻431后接入第六运算放大器436的正极输入端，第六运算放大器436的负极输入端串联第十三电阻434后接地，第十四电阻435一端连接第六运算放大器436的负极输入端，另一端连接第六运算放大器436的输出端；第六运算放大器436的正极输入端连接第二单刀多掷开关433的动端，第二单刀多掷开关433的多个不动端连接第一电容阵列432后接地；第六运算放大器436的输出端连接第三单刀多掷开关438的动端，第三单刀多掷开关438的多个不动端连接第二电容阵列437，第二电容阵列437连接在第十一电阻430与第十二电阻431之间；
所述第二电源管理电路44包括第二低压降线性稳压器440，外部电源通过第二低压降线性稳压器440向程控信号调理电路4供电。
所述电阻阵列423包含多个与第一单刀多掷开关421不动端一一对应连接的电阻，所述第一电容阵列432包含多个与第二单刀多掷开关433不动端一一对应连接的电容，所述第二电容阵列437包含多个与第三单刀多掷开关438不动端一一对应连接的电容。
程控信号输入第一单刀多掷开关421、第二单刀多掷开关433和第三单刀多掷开关438。
DC耦合去偏电路41的作用是为信号提供直流耦合通道，最大限度地通过太赫兹信号中较低频率成分，同时将信号中的直流偏执电压去除，避免该偏执电压使后级放大电路偏离最佳工作点。程控增益电路42根据太赫兹天线1输出的电流信号幅度大小对程控信号调理电路输出接口48输出的太赫兹电压波形信号幅度进行调节，使其满足后级数据采集电路的要求；程控滤波电路43针对不同的太赫兹波形扫描频率下信号带宽不同的情况，通过程控信号控制滤波器带宽，从而最大限度地消除信号频率范围之外的噪声影响。
所述同轴线3具有较高屏蔽效能，以减少串入的噪声。
实施例2
本实施例提供一种用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测系统，包括上一实施例的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路。
为了提高系统集成化程度，程控信号调理电路4可集成到太赫兹系统主控制模块中，如图5所示。
将DC耦合去偏电路41、程控增益电路42、程控滤波电路43集成到太赫兹系统主控制模块中，与控制及数据采集电路51、其余功能单元52，以及其余功能接口53共同构成集成化的太赫兹系统主控制模块5。
本实施例还可将太赫兹天线1和I-V转换模块2集成封装在一起，形成有源太赫兹天线，输出信号为I-V转换后的电压信号，区别于目前市面上不需要供电且输出信号为微弱电流的太赫兹天线，如图6所示。
实施例3
为了说明采用本发明在增加模拟信号通道带宽和抑制噪声方面的效果，分别以现有的检测电路和本发明的检测电路进行比较测试，两种方案的跨阻增益均为105V/A，输入信号为正弦电流信号，测试点位于程控增益电路42的输入端，频率响应测试结果如测试图7所示，传统检测电路的模拟信号通道（不含滤波器）的-3DB带宽为1.66MHz，并且通带内响应一致性很差，通带内最高峰值响应12.49DB。本发明检测电路的模拟信号通道（不含滤波器）的-3DB带宽为6.81MHz，并且通带内响应一致性好，通带内最高峰值响应仅1.73DB。
在上述测试条件下，令输入信号为0，在测试点测试得两种方案的噪声电压波形；传统检测电路的噪声RMS值为35.1mV，噪声电压波形如图8所示，本发明检测电路的噪声RMS值为6.16mV，噪声电压波形如图9所示。
综上所述，原方案的模拟信号通道带宽低，通道内增益一致性差，且噪声高，不能满足基于异步采样的太赫兹系统的技术要求。
而本发明模拟信号通道带宽相较传统方法提升了4倍，通带内增益一致性提升了10 DB以上，噪声RMS值降低为原来的1/5，可以满足基于异步采样的太赫兹系统的技术要求。
最终给出了本发明应用于基于异步采样的太赫兹系统测得的太赫兹脉冲时域滤形如图10所示，其频谱图如图11所示。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，其特征在于，包括：
I-V转换模块（2），用于将太赫兹天线（1）输出的电流信号转换成电压信号，所述I-V转换模块（2）装设在太赫兹天线（1）上；
程控信号调理电路（4），用于去除I-V转换模块（2）输出电压信号中的直流偏压，并根据程控信号调整电压信号的增益和滤波带宽，所述程控信号调理电路（4）与I-V转换模块（2）通过同轴线（3）连接；
所述程控信号调理电路（4）包括：程控增益电路（42）、程控滤波电路（43）和第二电源管理电路（44）；
程控增益电路（42）的输出端连接程控滤波电路（43），程控滤波电路（43）的输出端作为程控信号调理电路（4）的输出端；第二电源管理电路（44）为程控信号调理电路（4）供电；
所述程控信号调理电路（4）还包括DC耦合去偏电路（41）；
所述DC耦合去偏电路（41）的输入端作为程控信号调理电路（4）的输入端，DC耦合去偏电路（41）的输出端连接程控增益电路（42）的输入端；
所述DC耦合去偏电路（41）包括：数模转换器DAC（410）、基准源（411）、第六电阻（412）、第八电阻（413）、第九电阻（414）、第四运算放大器（415）、第四电阻（416）、第七电阻（417）、第五电阻（418）和第三运算放大器（419）；
DC耦合去偏电路（41）的输入端串联第四电阻（416）后连接第三运算放大器（419）的负极输入端；第五电阻（418）一端连接第三运算放大器（419）的负极输入端，另一端连接第三运算放大器（419）的输出端；第三运算放大器（419）的正极输入端接地；第三运算放大器（419）的输出端连接程控增益电路（42）的输入端；
基准源（411）串联第六电阻（412）后连接至第四运算放大器（415）的负极输入端，第四运算放大器（415）的正极输入端接地，第四运算放大器（415）的输出端串联第七电阻（417）后接入第三运算放大器（419）的负极输入端；数模转换器DAC（410）串联第八电阻（413）后连接至第四运算放大器（415）的负极输入端，程控信号接入数模转换器DAC（410）；第九电阻（414）一端连接第四运算放大器（415）的负极输入端，另一端连接第四运算放大器（415）的输出端；
所述程控增益电路（42）包括：第十电阻（420）、第一单刀多掷开关（421）、第五运算放大器（422）和电阻阵列（423）；
第五运算放大器（422）的正极输入端作为程控增益电路（42）的输入端，第五运算放大器（422）的负极输入端串联第十电阻（420）后接地，第一单刀多掷开关（421）的动端连接在第五运算放大器（422）的负极输入端，第一单刀多掷开关（421）的不动端串联电阻阵列（423）后连接第五运算放大器（422）的输出端；第五运算放大器（422）的输出端作为程控增益电路（42）的输出端；
所述程控滤波电路（43）包括：第十一电阻（430）、第十二电阻（431）、第一电容阵列（432）、第二单刀多掷开关（433）、第十三电阻（434）、第十四电阻（435）、第六运算放大器（436）、第二电容阵列（437）和第三单刀多掷开关（438）；
第十一电阻（430）一端作为程控滤波电路（43）的输入端，另一端串联第十二电阻（431）后接入第六运算放大器（436）的正极输入端，第六运算放大器（436）的负极输入端串联第十三电阻（434）后接地，第十四电阻（435）一端连接第六运算放大器（436）的负极输入端，另一端连接第六运算放大器（436）的输出端；第六运算放大器（436）的正极输入端连接第二单刀多掷开关（433）的动端，第二单刀多掷开关（433）的多个不动端串联第一电容阵列（432）后接地；第六运算放大器（436）的输出端连接第三单刀多掷开关（438）的动端，第三单刀多掷开关（438）的多个不动端串联第二电容阵列（437），第二电容阵列（437）连接在第十一电阻（430）与第十二电阻（431）之间；第六运算放大器（436）的输出端作为程控滤波电路（43）的输出端；
所述第二电源管理电路（44）包括第二低压降线性稳压器（440），外部电源通过第二低压降线性稳压器（440）向程控信号调理电路（4）供电。
2.根据权利要求1所述的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，其特征在于，所述I-V转换模块（2）包括：跨阻放大器电路（21）、电压放大器电路（22）和第一电源管理电路（23）；
所述太赫兹天线（1）连接跨阻放大器电路（21）的输入端，跨阻放大器电路（21）的输出端连接电压放大器电路（22）的输入端，电压放大器电路（22）的输出端连接同轴线（3）。
3.根据权利要求2所述的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，其特征在于，
所述跨阻放大器电路（21）包括：第一电容（211）、第一电阻（212）和第一运算放大器（213）；第一运算放大器（213）的负极输入口作为跨阻放大器电路（21）的输入端，第一电阻（212）一端连接第一运算放大器（213）的负极输入口，另一端连接第一运算放大器（213）的输出口，第一电容（211）并联在第一电阻（212）两侧；第一运算放大器（213）的正极接地，第一运算放大器（213）的输出端作为跨阻放大器电路（21）的输出端；
所述电压放大器电路（22）包括：第三电阻（221）、第二电阻（222）和第二运算放大器（223）；
第二运算放大器（223）的正极输入口作为电压放大器电路（22）的输入端，第二电阻（222）一端连接第二运算放大器（223）的负极输入口，另一端连接第二运算放大器（223）的输出口，第二运算放大器（223）的负极输入口连接第三电阻（221）后接地；第二运算放大器（223）的输出口作为I-V转换模块（2）的输出端；
所述第一电源管理电路（23）包括开关稳压器（232）和第一低压降线性稳定器（231），外部电源接入开关稳压器（232），开关稳压器（232）连接第一低压降线性稳定器231，第一低压降线性稳定器（231）为跨阻放大器电路（21）和电压放大器电路（22）供电。
4.根据权利要求2所述的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，其特征在于，所述I-V转换模块（2）还包括壳体，在壳体的上部和下部分别形成两个腔体，所述跨阻放大器电路（21）和电压放大器电路（22）设置在同一个腔体内，所述第一电源管理电路（23）设置在另一个腔体内。
5.根据权利要求1所述的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，其特征在于，所述电阻阵列（423）包含多个与第一单刀多掷开关（421）不动端一一对应连接的电阻，所述第一电容阵列（432）包含多个与第二单刀多掷开关（433）不动端一一对应连接的电容，所述第二电容阵列（437）包含多个与第三单刀多掷开关（438）不动端一一对应连接的电容。
6.根据权利要求1所述的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路，其特征在于，所述同轴线（3）设置有噪声屏蔽器件。
7.用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测系统，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的用于太赫兹光谱和成像测量系统的信号检测电路。
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