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分光测色仪中的电路设计

来源: http://www.grain17.com/  类别:实用技术  更新时间:2014-06-18  阅读

    分光测色仪中光电的转换时使用比较先进的传感技术来进行信号采集的,它的驱动脉冲都是由复杂的编程来完成的,在后期再经过高准确度的数字转换器来构成数据的处理系统。与此同时,我们也要解决脉冲灯光不一致的原因,色差计采用了双光电路同步并行触发工作的结构。我们还介绍了该系统的软硬件设计,性能评价以及应用领域。

    分光测色仪是一种基于现代色度学理论,以CIE标准色度学系统为标准的,进行颜色测量的科学仪器。光电转换器是分光测色仪器中的最主要电子部件,而作为光信号采集的电荷耦合器件图像传感器更是其中的重点。随着光传感技术的不断发展,这种半导体器件已经在尺寸测量,图像传感,定位控制等诸多领域得到了广泛的应用。但在光学领域,象高精度的分光测色仪,需要处理非常微弱的光信号,特别是偏紫外部分的光信号,普通的电荷耦合器件由于其工艺水平和性能参数等方面受到厂商的制约难以达到较高的水平。

    后端ADC和微处理器设计以及双光电路的同步

     由于脉冲频闪氙灯具有偏紫外特性好,光强大,长期使用稳定,寿命长,长时间工作发热很小等特点, 因此它成为了分光测色仪器的首选光源,频闪氙灯的工作脉冲Flash TRG由上面的CPLD提供,并且和微处理器的一根IO控制线通过与非门来控制光源的开关。同时考虑到干扰的因素,接入了一块光耦然后再接入频闪氙灯,起到隔离的作用。虽然脉冲频闪氙灯具有以上的优点,但正是因为其频闪的特性,将会导致前后几次频闪光的强度不一致,特别是长期使用后,这种现象会逐渐突出,从而大大影响了测量精度。

    因此文中采用了一种双光电路并行触发工作的结构。即有两套结构基本相同的光采集电路,编号带1的称为主光电路,编号带2的称为副光电路。它们SSPA的驱动脉冲以及ADC的采样脉冲统一由一块CPLD供应,主光电路负责采集样品的反射光强或透射光强,而副光电路负责采集频闪氙灯光源本身的光强。采集前由主光电路发出同步信号给副光电路,从硬件和软件上保证了主副光电路驱动脉冲的一致性和转换时间的同步性,最后分别把采集的数据传给上位机软件,经过相关处理后,可以有效降低光源前后几次频闪光强度不一致所带来的测量误差。中国粮油仪器在线   http://www.grain17.com/