| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-11页 |
| 1.1 引言 | 第8页 |
| 1.2 国内外发展研究现状 | 第8-10页 |
| 1.3 本论文研究的主要内容 | 第10-11页 |
| 2 激光气体监测仪的基本原理 | 第11-17页 |
| 2.1 气体分子的红外光谱吸收原理 | 第11-12页 |
| 2.2 比尔—朗伯特（Beer-Lambert）定律 | 第12-13页 |
| 2.3 可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术 | 第13页 |
| 2.4 “单线光谱”测量 | 第13-14页 |
| 2.5 波长调制技术 | 第14-17页 |
| 3 数字信号处理方法及 MATLAB 建模仿真 | 第17-32页 |
| 3.1 FIR 数字滤波器 | 第17-19页 |
| 3.2 数字锁相放大器 | 第19-25页 |
| 3.2.1 锁相放大器的原理 | 第19-21页 |
| 3.2.2 双相位正交矢量锁相放大器 | 第21-22页 |
| 3.2.3 正交方波数字锁相放大器的设计 | 第22-25页 |
| 3.3 MATLAB 建模仿真 | 第25-32页 |
| 3.3.1 气体吸收待测信号模仿真 | 第25-26页 |
| 3.3.2 带通滤波器设计及信号仿真 | 第26-28页 |
| 3.3.3 数字锁相放大器设计及信号仿真 | 第28-32页 |
| 4 系统总体方案设计 | 第32-40页 |
| 4.1 信号接收处理模块设计 | 第33页 |
| 4.2 信号接收模块电路设计 | 第33-37页 |
| 4.2.1 光电探测电路 | 第34-35页 |
| 4.2.2 抗混叠滤波电路 | 第35-36页 |
| 4.2.3 AD 模数转换电路 | 第36-37页 |
| 4.3 FPGA 处理模块设计 | 第37-40页 |
| 4.3.1 FPGA 芯片介绍 | 第37-38页 |
| 4.3.2 FPGA 时钟电路 | 第38页 |
| 4.3.3 FPGA 电源电路 | 第38-39页 |
| 4.3.4 SRAM 存储器电路 | 第39-40页 |
| 5 FPGA 信号处理模块实现及仿真 | 第40-58页 |
| 5.1 FPGA 开发及仿真环境介绍 | 第41-43页 |
| 5.1.1 Quartus 开发工具介绍 | 第41-42页 |
| 5.1.2 ModelSim 仿真软件介绍 | 第42-43页 |
| 5.2 时钟倍频模块 | 第43页 |
| 5.3 AD 采集驱动模块 | 第43-44页 |
| 5.4 ROM 信号模拟发生模块 | 第44-46页 |
| 5.5 FIR 数字滤波模块 | 第46-51页 |
| 5.5.1 FPGA 实现数字滤波器的方法 | 第46-48页 |
| 5.5.2 滤波器系数量化 | 第48-49页 |
| 5.5.3 基于 FPGA 乘法器的滤波器实现 | 第49-51页 |
| 5.6 数字锁相放大模块 | 第51-53页 |
| 5.6.1 相敏检测模块 | 第51-52页 |
| 5.6.2 低通滤波模块 | 第52页 |
| 5.6.3 乘方叠加模块 | 第52-53页 |
| 5.6.4 模块时序仿真 | 第53页 |
| 5.7 SRAM 存储驱动模块 | 第53-56页 |
| 5.7.1 静态随机存储技术简介 | 第53-54页 |
| 5.7.2 SRAM 芯片介绍 | 第54-55页 |
| 5.7.3 SRAM 驱动实现 | 第55-56页 |
| 5.8 串口通讯模块 | 第56-58页 |
| 6 系统实验 | 第58-64页 |
| 6.1 实验平台及辅助设备 | 第58-59页 |
| 6.2 系统模块验证 | 第59-63页 |
| 6.2.1 AD 信号采集验证 | 第60-61页 |
| 6.2.2 FIR 数字滤波验证 | 第61-62页 |
| 6.2.3 数字锁相验证 | 第62-63页 |
| 6.3 系统实验结果及分析 | 第63-64页 |
| 结论 | 第64-66页 |
| 参考文献 | 第66-69页 |
| 在学研究成果 | 第69-70页 |
| 致谢 | 第70页 |