一种自动旋光仪的相敏检波电路的制作方法

本发明涉及相敏检波电路技术领域，具体指一种自动旋光仪的相敏检波电路。

背景技术：

在国内和国外的自动旋光仪产品在测量中，均采用光路通过样品试管并检测偏振光改变的角度来确定样品旋光度的检测方法。由于装入试管中样品的颜色深度增加会导致光路信号大幅度衰减，以往的高档自动旋光仪产品通过使用格兰汤普逊棱镜作为起偏器和检偏器，由于格兰汤普逊棱镜的透光率较普通偏振片高，整机可以达到0.1％的样品最低透光率，用以维持正常检波所需要的信号强度。但格兰汤普逊棱镜的价格较高，占到整机成本的三分之一以上。由于使用普通偏振片替代格兰汤普逊棱镜则整机只有1％的最低透光率，要达到相同的效果则需要大幅提高信噪比。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种在保持原有全部旋光仪性能指标的同时，大幅度提高信噪比的自动旋光仪的相敏检波电路。

本发明在自动旋光仪中，为了提高仪器的信噪比和辨别样品的左旋和右旋，需要用到法拉第调制器对偏振光进行调制。调制信号经过放大、滤波、移相后形成的被测信号。经过c7耦合到由运算放大器u2b组成的选频放大电路，指定对50hz信号进行放大。经过c4耦合到由运算放大器u2a放大一倍，再经过c5耦合至由运算放大器u1b组成的差分放大电路。max4094是二选一模拟开关，使用与调制信号相同的信号源作为参考信号输入到开关控制端(pin3)，常开端(pin2)连接u1b的输出，常闭端(pin4)接地，公共端(pin8)连接运算放大器u1a的同相输入端，经由u1a对选频信号的保持和翻转，可以得到信噪比高至少一个数量级的测试信号。在模拟开关在两路信号之间切换的过程中，50hz正弦波放大信号的正半周或负半周被削平，另外半周得以保持，经过u1a对原始50hz正弦波放大信号的正半周或负半周进行叠加，此时形成了仅有正半周或负半周的测试信号，完成了对样品左旋和右旋的区分。半周信号方便积分也有利于提高信号分辨率，由此也可得知信号在偏振片消光位置附近的角度大小。

如上所述，本发明设计的相敏检波电路应用于使用步进电机和高分辨率编码器的旋光仪产品则会非常合适。

附图说明

图1为本发明一种自动旋光仪的相敏检波电路原理框图；

其中，选频放大电路：1，为运算放大器u2b；

运算放大器：2，为u2a；

差分放大电路：3，为运算放大器u1b和运算放大器u1a组成；

二选一模拟开关：4，为max4094。

图2为本发明实施例的原理接线图。

具体实施方式

以下结合附图好实施例对本发明作进一步的描述

一种自动旋光仪的相敏检波电路(如附图1、2所示)，包括经放大、滤波、移相后形成的被测调制信号，经耦合电容c7与选频放大电路1连接；

选频放大电路1包括对50hz信号进行放大的双t网络，经耦合电容c4与放大一倍的运算放大器u2a2连接，再经耦合电容c5与差分放大电路3连接；

与调制信号相同频率的50％占空比方波作参考信号经由二极管d1输入二选一模拟开关4组成的检波电路连接。

进一步，所述选频放大电路1由运算放大器u2b组成。

所述双t网络由由第一电位器、第二电位器、电阻r7，r13，r14，r15以及电容c2、c3、c8、c9构成；第一电位器和第二电位器并联。

所述差分放大电路2由运算放大器u1b和运算放大器u1a组成。

所述二选一模拟开关4为max4094。

其中，所述二选一模拟开关4的控制端与二极管d1输入连接；常开端与差分放大电路3运算放大器u1b的输出端连接；常闭端接地；公共端与差分放大电路3运算放大器u1a的同相输入端连接。

如上所述，本发明设计的相敏检波电路应用于使用步进电机和高分辨率编码器的旋光仪产品则会非常合适。首先，以往微弱的测试信号无法直接驱动伺服电机，而步进电机由控制器驱动，不存在电机转不动的问题；其次，由于高速测量的优势，方便进行过采样，可以进一步提升仪器的最低透光率指标；再次，可将自动旋光仪在使用一对普通偏振片时的可测样品最低透光率指标提高到0.1％-0.01％；最后，与传统的价格较高的格兰汤普逊棱镜相比，可降低整机成本三分之一以上。

技术特征：

技术总结
本发明一种自动旋光仪的相敏检波电路，涉及相敏检波电路技术领域。包括经放大、滤波、移相后形成的被测调制信号，经耦合电容C7与选频放大电路连接，选频放大电路包括50Hz信号进行放大的双T网络，经耦合电容C4与放大一倍的运算放大器U2A连接，再经耦合电容C5与差分放大电路连接；与调制信号相同频率的50％占空比方波作参考信号经由二极管D1与二选一模拟开关组成的检波电路连接。本发明与传统结构相比不存在电机转不动的问题；其次，由于高速测量的优势，进一步提升仪器的最低透光率指标；再次，可测样品最低透光率指标提高到0.1％‑0.01％；最后，与传统的价格较高的格兰汤普逊棱镜，可降低整机成本的三分之一以上。

技术研发人员：魏京辰
受保护的技术使用者：上海仪电物理光学仪器有限公司
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2019.02.15