分光測色儀中的電路設計
分光測色儀中光電的轉換時使用比較先進的傳感技術來進行信號采集的，它的驅動脈沖都是由復雜的編程來完成的，在后期再經過高準確度的數(shù)字轉換器來構成數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。與此同時，我們也要解決脈沖燈光不一致的原因，色差計采用了雙光電路同步并行觸發(fā)工作的結構。我們還介紹了該系統(tǒng)的軟硬件設計,性能評價以及應用領域。
分光測色儀是一種基于現(xiàn)代色度學理論,以CIE標準色度學系統(tǒng)為標準的,進行顏色測量的科學儀器。光電轉換器是分光測色儀器中的最主要電子部件,而作為光信號采集的電荷耦合器件圖像傳感器更是其中的重點。隨著光傳感技術的不斷發(fā)展,這種半導體器件已經在尺寸測量,圖像傳感,定位控制等諸多領域得到了廣泛的應用。但在光學領域,象高精度的分光測色儀,需要處理非常微弱的光信號,特別是偏紫外部分的光信號,普通的電荷耦合器件由于其工藝水平和性能參數(shù)等方面受到廠商的制約難以達到較高的水平。
后端ADC和微處理器設計以及雙光電路的同步
由于脈沖頻閃氙燈具有偏紫外特性好,光強大,長期使用穩(wěn)定,壽命長,長時間工作發(fā)熱很小等特點, 因此它成為了分光測色儀器的首選光源,頻閃氙燈的工作脈沖Flash TRG由上面的CPLD提供,并且和微處理器的一根IO控制線通過與非門來控制光源的開關。同時考慮到干擾的因素,接入了一塊光耦然后再接入頻閃氙燈,起到隔離的作用。雖然脈沖頻閃氙燈具有以上的優(yōu)點,但正是因為其頻閃的特性,將會導致前后幾次頻閃光的強度不一致,特別是長期使用后,這種現(xiàn)象會逐漸突出,從而大大影響了測量精度。
因此文中采用了一種雙光電路并行觸發(fā)工作的結構。即有兩套結構基本相同的光采集電路,編號帶1的稱為主光電路,編號帶2的稱為副光電路。它們SSPA的驅動脈沖以及ADC的采樣脈沖統(tǒng)一由一塊CPLD供應,主光電路負責采集樣品的反射光強或透射光強,而副光電路負責采集頻閃氙燈光源本身的光強。采集前由主光電路發(fā)出同步信號給副光電路,從硬件和軟件上保證了主副光電路驅動脈沖的一致性和轉換時間的同步性,最后分別把采集的數(shù)據(jù)傳給上位機軟件,經過相關處理后,可以有效降低光源前后幾次頻閃光強度不一致所帶來的測量誤差。中國糧油儀器在線 http://www.815oz.cn/
