一种光谱数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光谱数据采集系统，包含CCD采样头、CCD时序电路、光电倍增管、高压调整电路、微控制器模块、多路选择开关、A/D采样电路、存储器、显示模块和电源模块；本发明专利技术利用单片机和A/D器件MAX120等构成的光谱信号采集系统,由单片机控制A/D产生不同的采样频率,用于光电倍增管和CCD输出的光谱信号的采集，有效的提升了光谱数据采集的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光谱数据采集系统，尤其涉及一种光谱数据采集系统，属于光谱数据采集控制领域。
技术介绍
目前，光谱仪器是光学仪器的重要组成部分。它是应用光学原理，对物质的结构和成分等进行测量、分析和处理的基本设备，广泛应用于化学分析、农业生产、环境监测、临床检验、工业检测以及航空航天遥感等领域。微型光谱仪中一般采用光栅分光。光谱仪器的电路部分主要包括线阵CCD (电荷耦合器件)探测器及外围电路，还包括微型光谱仪数据采集模块，例如A/D转换及接口设计等。在工作时，光束由狭缝进入微型光谱仪内部，经凹面光栅分光后汇聚到线阵CCD上，CCD将光信号转换为电信号由数据采集电路获取并传送给上位机。但是，传统的光谱仪存在着体积大、结构复杂、使用环境受限、价格昂贵等不足，不能满足现场检测、实时监测的要求。对于微型光谱仪来说，CCD器件本身的暗电流噪声、积分期间电荷注入噪声、转移期间电荷损失噪声出放大器噪声、信号数字化过程中可能产生的高频噪声、及信号传输过程中环境因素可能产生的随机噪声，使得在光谱功率比较低时，噪声引起的曲线很粗糙，不光滑。在微型光谱仪测量光源色度的应用中，通过对微型光谱仪输出的原始光谱信息进行处理，得到需要的色度信息，所以为了提高处理结果的准确性，有必要对原始光谱数据进行预处理，使噪声及无用信号的影响降到最小，提高微型光谱仪测量参数的准确性。例如申请号为“201410648647.5”的一种便携式光谱仪数据采集处理与显示系统。CPLD时序驱动电路产生驱动脉冲信号、时钟脉冲信号及地址信号；CM0S光电探测阵列及读出电路在时钟脉冲信号的控制下检测待测量光束，将检测到的光信号转换成电信号，将电信号输出至前端放大电路；前端放大电路对电信号经过前端处理后将信号传递给AD转换电路;AD转换电路在时钟脉冲信号的控制下将从前端放大电路接收的处理后的电信号模数转换成数字信号，而且将数字信号传递给主控单元；主控单元根据从CPLD时序驱动电路接收的驱动脉冲信号、时钟脉冲信号以及地址信号，向存储器发送存储控制指令；存储器从CPLD时序驱动电路接收地址信号，并在主控单元的存储控制指令的时序控制下对数字信号进行存储。又如申请号为“201510092639.1”的一种光谱数据的显示方法及系统，该方法包括:采集光谱数据，控制显示光谱曲线及数据列表，数据列表上显示有与光谱曲线所对应的全部光谱数据；在光谱曲线上控制显示一选择框，在选择框内控制显示游标和一对标尺，且在数据列表控制显示和标记选择框、游标和标尺所对应的光谱数据。在显示光谱曲线的同时，可以显示数据列表窗口以便对比使用两种输出结果，同时游标和标尺用于迅速查到相应的光谱数据。同时为了直观起见，在光谱曲线的下面显示相应的广义的光学色谱图。另夕卜，为方便操作者记录测量光谱的有关信息，在光谱曲线的窗口上设置信息记录输入窗口。 从而该专利技术便于显示、查找、对比及测量光谱数据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种光谱数据采集系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案: 一种光谱数据采集系统，包含CCD采样头、CCD时序电路、光电倍增管、高压调整电路、微控制器模块、多路选择开关、A/D采样电路、存储器、显示模块和移相全桥开关电源控制器；所述CCD采样头和光电倍增管依次通过A/D采样电路、多路选择开关连接微控制器模块，所述微控制器模块的输出端通过CCD时序电路连接CCD采样头的输入端，所述微控制器模块的输出端通过高压调整电路连接光电倍增管的输入端，所述存储器、显示模块和移相全桥开关电源控制器连接在微控制器模块的相应端口上； 所述移相全桥开关电源控制器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路、远程通讯模块连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块通过CPLD模块连接隔离驱动电路； 所述高压调整电路包括启动电路、偏置及基准源电路、误差放大器、反馈网络和级联结构调整管，所述启动电路、偏置及基准源电路、误差放大器、反馈网络依次串联连接，所述级联结构调整管一端连接电压输入端，所述级联结构调整管的另一端分别与误差放大器和反馈网络的一端连接，所述反馈网络的另一端连接电压输出端。作为本专利技术一种光谱数据采集系统的进一步优选方案，所述光电倍增管的芯片型号为 H10721-210。作为本专利技术一种光谱数据采集系统的进一步优选方案，所述模数转换模块的芯片型号为MAX120。作为本专利技术一种光谱数据采集系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。作为本专利技术一种光谱数据采集系统的进一步优选方案，所述显示模块为LCD显示屏。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果: 1、本专利技术利用单片机和A/D器件MAX120等构成的光谱信号采集系统，由单片机控制A/D产生不同的采样频率，用于光电倍增管和CCD输出的光谱信号的采集，有效的提升了光谱数据采集的准确性； 2、本专利技术能耗低，采用光电倍增管以其特有的倍增系统，成为一种理想的低噪声放大器。它可以探测极微弱的光信号，而且响应速度很快，有效面积也大，被广泛应用于光信号测量的领域。【附图说明】图1是本专利技术的结构原理图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明: 如图1所示，一种光谱数据采集系统，包含CCD采样头、CCD时序电路、光电倍增管、高压调整电路、微控制器模块、多路选择开关、A/D采样电路、存储器、显示模块和移相全桥开关电源控制器；所述CCD采样头和光电倍增管依次通过A/D采样电路、多路选择开关连接微控制器模块，所述微控制器模块的输出端通过CCD时序电路连接CCD采样头的输入端，所述微控制器模块的输出端通过高压当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光谱数据采集系统，其特征在于：包含CCD采样头、CCD时序电路、光电倍增管、高压调整电路、微控制器模块、多路选择开关、A/D采样电路、存储器、显示模块和移相全桥开关电源控制器；所述CCD采样头和光电倍增管依次通过A/D采样电路、多路选择开关连接微控制器模块，所述微控制器模块的输出端通过CCD时序电路连接CCD采样头的输入端，所述微控制器模块的输出端通过高压调整电路连接光电倍增管的输入端，所述存储器、显示模块和移相全桥开关电源控制器连接在微控制器模块的相应端口上；所述移相全桥开关电源控制器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路、远程通讯模块连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块通过CPLD模块连接隔离驱动电路；所述高压调整电路包括启动电路、偏置及基准源电路、误差放大器、反馈网络和级联结构调整管，所述启动电路、偏置及基准源电路、误差放大器、反馈网络依次串联连接，所述级联结构调整管一端连接电压输入端，所述级联结构调整管的另一端分别与误差放大器和反馈网络的一端连接，所述反馈网络的另一端连接电压输出端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尤为，
申请(专利权)人：无锡伊佩克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32