| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 论文的研究背景与意义 | 第11页 |
| 1.2 常见的气体检测技术 | 第11-15页 |
| 1.2.1 化学检测方法 | 第12-13页 |
| 1.2.2 光学检测方法 | 第13-15页 |
| 1.3 TDLAS的技术特点和应用 | 第15-16页 |
| 1.4 TDLAS的发展史和现状 | 第16-18页 |
| 1.5 论文的研究内容 | 第18-19页 |
| 第二章 基于TDLAS的气体检测技术原理 | 第19-29页 |
| 2.1 TDLAS技术的光谱吸收原理 | 第19-21页 |
| 2.1.1 基本光谱学知识 | 第19-20页 |
| 2.1.2 朗伯-比尔定律 | 第20-21页 |
| 2.2 光谱线的线型和增宽 | 第21-23页 |
| 2.3 吸收谱线的选择 | 第23页 |
| 2.4 波长调制技术 | 第23-25页 |
| 2.5 谐波检测技术 | 第25-27页 |
| 2.6 TDLAS系统整体方案 | 第27-28页 |
| 2.7 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 TDLAS系统的驱动设计 | 第29-44页 |
| 3.1 激光器驱动总体方案 | 第29-30页 |
| 3.1.1 激光器的选择 | 第29-30页 |
| 3.1.2 激光驱动系统整体方案 | 第30页 |
| 3.2 恒流源模块设计 | 第30-38页 |
| 3.2.1 负反馈原理 | 第31-33页 |
| 3.2.2 PID控制原理 | 第33-34页 |
| 3.2.3 电流源控制单元 | 第34-35页 |
| 3.2.4 恒流源驱动电路 | 第35-36页 |
| 3.2.5 数模（D/A）转换和模数（A/D）转换设计 | 第36页 |
| 3.2.6 保护电路设计 | 第36-38页 |
| 3.3 光源温控模块设计 | 第38-43页 |
| 3.3.1 激光器内部的热敏电阻和TEC | 第38-39页 |
| 3.3.2 温度控制单元 | 第39-41页 |
| 3.3.3 温度比较电路 | 第41-42页 |
| 3.3.4 TEC控制电路 | 第42-43页 |
| 3.4 本章小结 | 第43-44页 |
| 第四章 数字锁相放大器设计及仿真 | 第44-60页 |
| 4.1 数字锁相放大器的理论基础 | 第44-50页 |
| 4.1.1 相关函数 | 第44-45页 |
| 4.1.2 相关检测技术 | 第45-47页 |
| 4.1.3 信号的相关解调 | 第47-50页 |
| 4.2 锁相放大器总体实现方案 | 第50页 |
| 4.3 参考信号设计 | 第50-53页 |
| 4.3.1 DDS基本原理 | 第50-52页 |
| 4.3.2 System Generator对DDS的实现和验证 | 第52-53页 |
| 4.4 低通滤波器的设计 | 第53-57页 |
| 4.4.1 FIR滤波器的基本原理 | 第53-54页 |
| 4.4.2 FIR滤波器的设计 | 第54-56页 |
| 4.4.3 System Generator对FIR滤波器的实现和验证 | 第56-57页 |
| 4.5 单通道数字锁相放大器 | 第57-58页 |
| 4.6 双通道数字锁相放大器 | 第58-59页 |
| 4.7 本章小结 | 第59-60页 |
| 第五章 数字锁相放大器的FPGA实现 | 第60-79页 |
| 5.1 参考信号DDS的实现 | 第60页 |
| 5.2 乘法器的实现 | 第60-61页 |
| 5.3 FIR滤波器的实现 | 第61-74页 |
| 5.3.1 分布式FIR的原理 | 第61-64页 |
| 5.3.2 分布式算法的结构 | 第64-66页 |
| 5.3.3 FIR滤波器的Verilog描述及仿真 | 第66-74页 |
| 5.4 开方模块的实现 | 第74-76页 |
| 5.5 单通道数字锁相放大器 | 第76-77页 |
| 5.6 双通道数字锁相放大器 | 第77页 |
| 5.7 本章小结 | 第77-79页 |
| 第六章 TDLAS气体检测系统试验 | 第79-94页 |
| 6.1 系统光源驱动测试 | 第80-87页 |
| 6.1.1 激光器电流源性能测试 | 第80-83页 |
| 6.1.2 温控模块测试 | 第83-85页 |
| 6.1.3 激光器性能测试 | 第85-87页 |
| 6.2 TDLAS系统的信号处理 | 第87-93页 |
| 6.2.1 气体直接吸收实验 | 第88-91页 |
| 6.2.2 波长调制实验 | 第91-93页 |
| 6.3 本章小结 | 第93-94页 |
| 第七章 总结与展望 | 第94-96页 |
| 致谢 | 第96-97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
