一种精密多通道自校准恒流驱动电路制造技术

本申请涉及一种精密多通道自校准恒流驱动电路，涉及恒流驱动电路领域。包括单片机；输出模块，包括电流控制端和电流放大端；电流控制端与单片机连接，电流放大端输出经DAC控制电流放大的放大电流；发光模块，包括若干发光元件，若干发光元件并联连接并与输出模块连接；多通道模块包括开关控制端和多路的复用开关，开关控制端与单片机连接，多路的复用开关分别与发光元件连接；光敏反馈模块，与单片机连接，可将输出的电压反馈信号反馈至单片机。电流取样放大模块，包括取样输入端和放大输出端，取样输入端连接于输出模块与发光模块之间，放大输出端连接单片机。本申请可以缓解多通道电路在应用上存在需要频繁人工校准的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种精密多通道自校准恒流驱动电路


[0001]本申请涉及恒流驱动电路领域，尤其是涉及一种精密多通道自校准恒流驱动电路。

技术介绍

[0002]光密度测量是一种常见的测量需求，光密度检测装置由光源和光敏元件构成，其中光源的发光强度与工作电流有着很强的正相关性，因此通常需要恒流源电路进行驱动。最常用的恒流源电路有两个三极管或运放组成的相互钳位恒流电路。
[0003]多通道测量时，为了尽可能利用光敏元件的动态范围，达到尽可能大的测量范围、提高测量精度，要求对每个检测通道的光源的电流进行事先校准，以使得在空载状况下光敏元件输出值大体相等。此时，各通道所需的电流不同，就必须设定不同的取样电阻阻值。由于阻值可能取任何值，因此只能使用可变电阻，体积大，且需要人工逐一校准，费时费力。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为多通道电路在应用上存在需要频繁人工校准的问题。

技术实现思路

[0005]为了满足多通道电路使用方便的要求，本申请提供一种精密多通道自校准恒流驱动电路。
[0006]本申请提供一种精密多通道自校准恒流驱动电路，采用如下的技术方案：
[0007]一种精密多通道自校准恒流驱动电路，单片机；
[0008]输出模块，所述输出模块包括电流控制端和电流放大端；所述电流控制端与所述单片机连接，接收来自所述单片机的DAC控制电流，所述电流放大端输出经DAC控制电流放大的放大电流；
[0009]发光模块，所述发光模块包括若干发光元件，所述若干发光元件并联连接，所述发光元件用于与所述输出模块连接；
[0010]多通道模块，所述多通道模块包括开关控制端和多路的复用开关，所述开关控制端与所述单片机连接，所述多通道模块接收单片机的控制信号；多路所述复用开关分别与所述发光元件连接，可控制所述发光元件并联支路的通断；
[0011]光敏反馈模块，所述光敏元件接收发光模块发光强度并转化为电压反馈信号，所述光敏元件与所述单片机连接，所述光敏元件可将输出的电压反馈信号反馈至所述单片机；
[0012]电流取样放大模块，包括取样输入端和放大输出端；所述取样输入端连接于所述输出模块与所述发光模块之间，用于获取对应放大电流的采样电压；所述放大输出端连接单片机，所述电流取样放大模块(6)将采样电压放大预设倍数后生成放大电压由所述放大输出端输出至所述单片机。
[0013]通过采用上述技术方案，输出模块接受来自单片机DAC的电流，输出放大电流，使
用多路的复用开关，每次只导通一个发光元件，使这个发光元件发光。光敏元件输出此时的电压信号给单片机的ADC端口，单片机根据光敏元件输出的电压值，调整DAC的输出，直至该通道光敏元件输出电压符合要求。这时，通过电流取样放大电路，单片机记录下此时通道的电流值以及此时的DAC输出值。对每个通道重复以上的过程，直至所有的通道都被校准，单片机记录下每个通道的电流值和DAC值。
[0014]正式测量时，每次使一个发光元件发光，单片机以记录的值做DAC输出，同时通过电流取样放大电路测定此时的电流值。若电流值与记录值有差别，则根据差别调整DAC的输出，直至电流值与记录值相等。此后，通过光敏元件读取此时的光强，与校准时的光强一起计算光密度。
[0015]本方案不需要用阻值来调整每个通道的电流，通过单片机DAC输出
‑
单片机ADC输入的反馈进行自动校准，免去了人工手动校准的麻烦。利用单片机的存储和处理能力对每个通道进行单独测量。电流取样放大电路只需要一个，就能应对所有的通道，十分节省元件，可以大大缩小体积、节省成本和功耗。其恒流精度取决于单片机的DAC输出量化精度，目前很多单片机已可做到10
‑
12位DAC输出，则恒流精度可以做到0.1%以下，已经不输于运放精密恒流电路了。满足了多通道电路使用方便的要求。
[0016]可选的，所述输出模块为放大三极管，所述放大三极管为PNP型三极管，所述放大三极管的基极构成所述电流控制端；所述放大三极管的发射极用于与电源VCC连接，所述放大三极管的集电极构成所述电流放大端。
[0017]可选的，所述输出模块为放大三极管，所述放大三极管为适用于电流较大或发光元件所需电压较高时的NPN型三极管，所述放大三极管的基极构成所述电流控制端；所述放大三极管的发射极接地，所述放大三极管的集电极构成所述电流放大端。
[0018]可选的，所述发光元件与多路的所述复用开关之间连接有用于导通所述发光元件的N
‑
MOSFET。
[0019]可选的，所述多通道模块为PCF8575RGER 16路复用开关芯片。
[0020]可选的，所述电流取样放大模块包括取样模块和放大模块；所述取样模块连接于所述输出模块和所述发光模块之间用于获取采样电压；所述取样模块和所述放大模块连接，所述取样模块接收所述取样模块输出的采样电压；所述放大模块基于输入的采样电压输出放大电压至所述单片机。
[0021]可选的，所述取样模块包括电流取样电阻R2，所述电流取样电阻R2一端与所述放大三极管集电极相连，另一端与所述发光模块连接。
[0022]可选的，所述放大模块包括运算放大器、限制电阻R3、限制电阻R4、限制电阻R5、限制电阻R6和去耦电容C1，所述运算放大器同相输入端分别连接于所述限制电阻R4的一端和所述限制电阻R6的一端；所述限制电阻R4的另一端连接所述电流取样电阻R2的电流输入端；所述限制电阻R6的另一端接地；所述运算放大器反相输入端分别连接于所述限制电阻R5的一端和所述限制电阻R3的一端；所述限制电阻R3的另一端连接所述电流取样电阻R2的电流输出端；所述限制电阻R5的另一端连接所述运算放大器的输出端；所述运算放大器正电源端连接所述电源VCC；所述电源VCC连接所述去耦电容C1的一端；所述去耦电容C1的另一端接地；所述运算放大器输出端连接所述单片机，所述放大模块将采样电压放大预设倍数后生成放大电压由所述运算放大器输出端输出至所述单片机。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0024]（1）本方案电路不需要用阻值来调整每个通道的电流，通过单片机DAC输出
‑
单片机ADC输入的反馈进行自动校准，免去了人工手动校准的麻烦。
[0025]（2）利用单片机的存储和处理能力对每个通道进行单独测量。电流取样放大电路只需要一个，就能应对所有的通道，十分节省元件，可以大大缩小体积、节省成本和功耗。
[0026]（3）电路的恒流精度取决于单片机的DAC输出量化精度，目前很多单片机已可做到10
‑
12位DAC输出，则恒流精度可以做到0.1%以下，已经不输于运放精密恒流电路。
附图说明
[0027]图1为本实施例一中一种精密多通道自校准恒流驱动电路的模块示意图。
[0028]图2为本实施例一中放大三极管为PNP型三极管的电路示意图。
[0029]图3为本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精密多通道自校准恒流驱动电路，其特征在于：包括单片机(1)；输出模块(2)，所述输出模块(2)包括电流控制端和电流放大端；所述电流控制端与所述单片机(1)连接，接收来自所述单片机(1)的DAC控制电流，所述电流放大端输出经DAC控制电流放大的放大电流；发光模块(3)，所述发光模块(3)包括若干发光元件，所述若干发光元件并联连接，所述发光元件用于与所述输出模块(2)连接；多通道模块(4)，所述多通道模块(4)包括开关控制端和多路的复用开关，所述开关控制端与所述单片机(1)连接，所述多通道模块(4)接收单片机(1)的控制信号；多路所述复用开关分别与所述发光元件连接，可控制所述发光元件并联支路的通断；光敏反馈模块(5)，所述光敏反馈模块(5)接收所述发光模块(3)发光强度并转化为电压反馈信号，所述光敏反馈模块(5)与所述单片机(1)连接，所述光敏反馈模块(5)可将输出的电压反馈信号反馈至所述单片机(1)；电流取样放大模块(6)，包括取样输入端和放大输出端；所述取样输入端连接于所述输出模块(2)与所述发光模块(3)之间，用于获取对应放大电流的采样电压；所述放大输出端连接单片机(1)，所述电流取样放大模块(6)将采样电压放大预设倍数后生成放大电压由所述放大输出端输出至所述单片机(1)。2.根据权利要求1所述的一种精密多通道自校准恒流驱动电路，其特征在于：所述输出模块(2)为放大三极管，所述放大三极管为PNP型三极管，所述放大三极管的基极构成所述电流控制端；所述放大三极管的发射极用于与电源VCC连接，所述放大三极管的集电极构成所述电流放大端。3.根据权利要求1所述的一种精密多通道自校准恒流驱动电路，其特征在于：所述输出模块(2)为放大三极管，所述放大三极管为适用于电流较大或发光元件所需电压较高时的NPN型三极管，所述放大三极管的基极构成所述电流控制端；所述放大三极管的发射极接地，所述放大三极管的集电极构成所述电流放大端。4.根据权利要求3所述的一种精密多通道自校准恒流驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弓，余卓，
申请(专利权)人：深圳承启生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：