CN215640874U - 强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型特别涉及一种强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，包括锁相放大电路和程控放大电路；锁相放大电路包括信号信道、参考信道以及相敏检波器三部分组成，输入的信号分别通过信号信道和参考信道处理后输入至相敏检波器中，相信检波器的输出端连接程控放大电路；程控放大电路对提取的微弱信号进行选择性放大用于解决信号的自动增益调谐。锁相放大电路是以相关检测技术为基础，利用互相关的原理设计的一种同步相干检测电路，通过对目标信号频率的精确锁定，实现复杂背景下提取微弱有用信号；同时，程控放大电路可以针对信号的分散不均匀性提高采集数据的可靠性和准确性，扩展传感器装置的动态测量范围。

Description

强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路

技术领域

本实用新型涉及农药残留检测技术领域，特别涉及一种强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路。

背景技术

农药使用对防治病虫草害、提高农作物产量、保障国家粮食安全具有重要作用，大规模施用农药给现代化农业带来了经济效益提升，但也造成了严重的环境污染，使得空气、水源、食物中农药残留量增加，给生态环境以及人类健康带来了巨大的威胁。农药对人体的危害主要体现在对神经系统中的胆碱酯酶活性的抑制，导致人体内的乙酰胆碱无法分解。人体短时间大剂量接触会导致急性中毒，而当长期遭受农药残留物的侵害时，会引发许多慢性疾病,如各种癌症、神经系统失衡、婴幼儿的出生缺陷等。

我国农产品中农残超标情况严重：农业部就北京、天津、武汉、广州、南宁等城市批发市场出售的蔬菜和水果的农药残留情况进行了抽样检测，分析结果显示：春节期间蔬菜和水果的农药总检出率为27.1％，五一节期间总检出率为42.39％，国庆节期间总检出率为58.5％；另据中国科普网报道，目前我国蔬菜和水果农药超标率平均为18.79％。农药残留不仅危害到人类身体健康与生命安全，也影响到农业贸易的发展，造成国际经济贸易损失。据测算，每年我国出口农产品因农药残留问题而遭受的经济损失金额达到70亿美金以上。

农药残留影响范围广、危害性大，给食品安全、人体健康以及农产品贸易带来巨大的负面影响。消除上述不良影响的关键技术措施是对农药残留进行快速、准确地分析检测，进而监控农药的合理使用，防止农药残留超标产品进入流通渠道。因此，对农产品中农药残留检测技术进行深入研究具有重大意义。

目前农药残留检测手段可分为传统检测方法(实验室分析方法)与酶联免疫快速检测方法。传统检测方法包括气相色谱、高效液相色谱、多种改进型色谱、色谱-质谱联用、毛细管电泳等，它们发展较为成熟，检测精度高，色谱、质谱、色质联用已被定为国家标准检测方法。然而，它们存在着一些应用方面的问题：繁琐的前处理、分析过程中对样品具有破坏性、试剂消耗量大且价格昂贵、分析耗时长，同时分析检测所需要的检测仪器体积庞大难以移动，不适于现场在线快速检测。目前市面上出现了许多基于酶联免疫的农残快速检测方法，它是一种的新型实用的检测方法，该方法采用的检测仪器价格相对便宜、检测时间短、便于实现小型化，具有较强的应用价值，但是存在如下问题：检测浓度范围有限、无法定量分析、稳定性差、干扰因素多等。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，能够实现强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，包括锁相放大电路和程控放大电路；锁相放大电路包括信号信道、参考信道以及相敏检波器三部分组成，输入的信号分别通过信号信道和参考信道处理后输入至相敏检波器中，相信检波器的输出端连接程控放大电路；程控放大电路对提取的微弱信号进行选择性放大用于解决信号的自动增益调谐。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：锁相放大电路是以相关检测技术为基础，利用互相关的原理设计的一种同步相干检测电路，通过对目标信号频率的精确锁定，实现复杂背景下提取微弱有用信号；同时，程控放大电路可以针对信号的分散不均匀性提高采集数据的可靠性和准确性，扩展传感器装置的动态测量范围。

附图说明

图1是锁相放大电路的结构示意图；

图2是程控放大电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图2，对本实用新型做进一步详细叙述。

参阅图1和图2，本实用新型公开了一种强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，包括锁相放大电路和程控放大电路；锁相放大电路包括信号信道、参考信道以及相敏检波器三部分组成，输入的信号分别通过信号信道和参考信道处理后输入至相敏检波器中，相信检波器的输出端连接程控放大电路；程控放大电路对提取的微弱信号进行选择性放大用于解决信号的自动增益调谐。锁相放大电路是以相关检测技术为基础，利用互相关的原理设计的一种同步相干检测电路，通过对目标信号频率的精确锁定，实现复杂背景下提取微弱有用信号；同时，程控放大电路可以针对信号的分散不均匀性提高采集数据的可靠性和准确性，扩展传感器装置的动态测量范围。

进一步地，所述的参考信道包括触发电路、移相电路、方波驱动电路，触发电路的输出端连接移相电路的输入端，移相电路的输出端连接方波驱动电路的输入端，方波驱动电路的输出端连接相敏检波器的其中一个输入端，相敏检波器的输出端通过低通滤波器滤波后输出。

所述的程控放大电路包括前级放大电路、后级放大电路、AGC自动增益电路、ADUC812单片机以及峰值检波回路，从锁相放大电路输出的信号依次经过前级放大电路和后级放大电路放大后输出，前级放大电路的输出端和输入端之间串联有AGC自动增益电路，后级放大电路的输出端和前级放大电路的输入端之间串联有峰值检波回路和ADUC812单片机。通过上述电路设计，可以方便的实现强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取。

进一步地，包括按键控制电路，按键控制电路与ADUC812单片机相连用于调节程控放大电路的增益范围。设置按键控制电路以后，用户可以通过其与单片机进行交互，输入一些控制指令，或者对单片机运行的参数进行设置。

进一步地，包括数码管显示电路，数码管显示电路与ADUC812单片机相连用于显示程控放大电路的工作状态，数码管显示电路，一方面可以在用户与单片机进行交互时提供显示，另一方面还能在单片机工作时提供状态指示。

Claims (5)

1.一种强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，其特征在于：包括锁相放大电路和程控放大电路，所述的锁相放大电路包括信号信道、参考信道以及相敏检波器三部分组成，输入的信号分别通过信号信道和参考信道处理后输入至相敏检波器中，相信检波器的输出端连接程控放大电路；程控放大电路对提取的微弱信号进行选择性放大用于解决信号的自动增益调谐。

2.如权利要求1所述的强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，其特征在于：所述的参考信道包括触发电路、移相电路、方波驱动电路，触发电路的输出端连接移相电路的输入端，移相电路的输出端连接方波驱动电路的输入端，方波驱动电路的输出端连接相敏检波器的其中一个输入端，相敏检波器的输出端通过低通滤波器滤波后输出。

3.如权利要求2所述的强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，其特征在于：所述的程控放大电路包括前级放大电路、后级放大电路、AGC自动增益电路、ADUC812单片机以及峰值检波回路，从锁相放大电路输出的信号依次经过前级放大电路和后级放大电路放大后输出，前级放大电路的输出端和输入端之间串联有AGC自动增益电路，后级放大电路的输出端和前级放大电路的输入端之间串联有峰值检波回路和ADUC812单片机。

4.如权利要求3所述的强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，其特征在于：包括按键控制电路，按键控制电路与ADUC812单片机相连用于调节程控放大电路的增益范围。

5.如权利要求3所述的强杂波背景下微弱农残拉曼信号的提取电路，其特征在于：包括数码管显示电路，数码管显示电路与ADUC812单片机相连用于显示程控放大电路的工作状态。

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