一种微型光谱仪控制电路及控制方法技术

本发明专利技术一种微型光谱仪控制电路及控制方法，涉及微型光谱检测技术领域。本发明专利技术一种微型光谱仪控制电路，由线阵CCD、增益可变的前置放大电路和可调节的直流电压偏置电路、驱动芯片、模数转换器、现场可编程门阵列、外部控制电路、ARM处理器，PC上位机及外部光源信号以电路方式连接构成。本发明专利技术一种微型光谱仪控制电路控制方法其流程，包括步骤S1——步骤S8。综上所述，本发明专利技术一种微型光谱仪控制电路及方法，具有可动态消除线阵CCD暗电流造成的直流偏置的影响，同时扩大了微型光谱仪对输入检测光信号的强度适应范围。由于增益选择以及直流偏置调节采用FPGA硬件电路实现，调节快速便捷。

A control circuit and method of micro spectrometer

The invention relates to a control circuit and a control method of a micro spectrometer, which relates to the technical field of micro spectrum detection. The control circuit of a micro spectrometer is composed of a linear CCD, a pre amplification circuit with variable gain, an adjustable DC voltage bias circuit, a drive chip, an analog-to-digital converter, a field programmable gate array, an external control circuit, an arm processor, a PC upper computer and external light source signals connected in a circuit manner. The process of the control circuit control method of the micro spectrometer includes steps S1 to S8. In conclusion, the control circuit and method of the micro spectrometer have the advantages of dynamically eliminating the influence of DC bias caused by the dark current of the linear CCD, and at the same time expanding the intensity adaptation range of the micro spectrometer to the input detection light signal. Because the gain selection and DC bias adjustment are realized by FPGA hardware circuit, the adjustment is fast and convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种微型光谱仪控制电路及控制方法
本专利技术涉及微型光谱检测
，具体指一种可动态改变微型光谱仪对输入检测光信号的强度适应范围的控制电路与控制方法。
技术介绍
微型光谱仪是光谱测量系统中的核心部件，由于体积小，便于灵活地搭建光谱系统，广泛应用于环境监测、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。传统微型光谱仪的控制电路由线阵CCD、前置放大和偏置电路、CPLD驱动电路、模数转换器、存储器以及处理器构成。控制电路的工作流程是，外部设备通过微型光谱仪的USB或RS232接口传输命令，控制电路中的处理器解析命令，控制CPLD产生读取线阵CCD的时序，CCD输出信号经前置放大和偏置电路至模数转换器，转换的数据存入存储器中，再经处理器处理后返回至外部设备。传统微型光谱仪的控制电路中的前置放大和偏置电路分别是由两个电位器来调节放大倍数以及偏置电压的，电位器的数值由工厂调试后固定，实际使用时是不可调的。因此，遇到的问题就是，当外部检测光信号较弱时，传统微型光谱仪的控制电路只能通过设置线阵CCD的积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型光谱仪控制电路，其特征在于，由线阵CCD(1)、增益可变的前置放大电路(2)和可调节的直流电压偏置电路(3)、驱动芯片(4)、模数转换器(5)、现场可编程门阵列(6)、外部控制电路(7)、ARM处理器(8)，PC上位机(9)及外部光源信号(10)以电路方式连接构成；/n其中，所述现场可编程门阵列(6)分别与模数转换器(5)、ARM处理器(8)引脚连接，与外部控制电路(7)相连，经控制信号线与直流电压偏置电路(3)连接，另一端经驱动芯片(4)与线阵CCD(1)相连；/n所述线阵CCD(1)的输出信号经增益可变的前置放大电路(2)连接模数转换器(5)；/n所述ARM处理器(8)经USB...

【技术特征摘要】
1.一种微型光谱仪控制电路，其特征在于，由线阵CCD(1)、增益可变的前置放大电路(2)和可调节的直流电压偏置电路(3)、驱动芯片(4)、模数转换器(5)、现场可编程门阵列(6)、外部控制电路(7)、ARM处理器(8)，PC上位机(9)及外部光源信号(10)以电路方式连接构成；
其中，所述现场可编程门阵列(6)分别与模数转换器(5)、ARM处理器(8)引脚连接，与外部控制电路(7)相连，经控制信号线与直流电压偏置电路(3)连接，另一端经驱动芯片(4)与线阵CCD(1)相连；
所述线阵CCD(1)的输出信号经增益可变的前置放大电路(2)连接模数转换器(5)；
所述ARM处理器(8)经USB或RS232接口与PC上位机(9)连接；
所述外部控制电路(7)与外部光源信号(10)连接；
所述可调节的直流电压偏置电路(3)与增益可变的前置放大电路(2)连接。


2.如权利要求1所述的一种微型光谱仪控制电路，其特征在于，所述增益可变的前置放大电路(2)由运算放大器A1、运算放大器A2与电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6连接构成；
所述直流电压偏置电路(3)由数字电位器B与电阻R3、电阻R4连接构成；
所述线阵CCD(1)输出信号VIN经电阻R1与运算放大器A1负输入端-连接；
运算放大器A1正输入端+连接可调节的直流电压偏置电路(3)，运算放大器A1输出接运算放大器A2正输入端+；
运算放大器A1与运算放大器A2的输出信号VO1、VO2分别连接模数转换器(5)的通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：侍尉，
申请(专利权)人：上海仪电物理光学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31