一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路制造技术

本申请提供了一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路


[0001]本申请涉及微弱光采集领域，尤其涉及一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路
。

技术介绍

[0002]利用光对物质的照射所产生的光强变化
(
如光的透射
、
散射
、
吸收等
)
来实现测定物质的结构及形态的方法已经广泛用于军事
、
工业
、
环境及医疗等领域
。
微弱交流光信号检测的一般办法是通过光电探测器将微弱的光信号转换成为微弱电信号脉冲，然后再通过电路放大，将这个微弱电信号转变为可处理的电信号
。
微弱光信号由于其本身的信号微弱，容易收到各种噪声的干扰；为了得到有效的信号以便于后续软件的分析处理，通常在微弱光采集电路中添加放大电路
。
[0003]但是常规的微弱光采集电路对微弱光采集信号放大以及滤波的效果较差，不能精确控制放大倍数以及未考虑采集前的调零工作
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于解决常规的微弱光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路，其特征在于，包括：
MCU
主控模块
(100)、
光敏元件
(200)、
信号处理模块
(300)、
采集模块
(400)、
调零模块
(500)、
通讯模块
(600)、
电源供电模块
(700)、
电源管理模块
(800)
以及程序下载模块
(900)
；所述
MCU
主控模块
(100)
的程序下载输入端口连接所述程序下载模块
(900)
，所述
MCU
主控模块
(100)
的数据输入端口连接所述采集模块
(400)
，所述
MCU
主控模块
(100)
的通讯输出端口连接所述通讯模块
(600)
，所述
MCU
主控模块
(100)
的控制端口连接所述信号处理模块
(300)
以及所述调零模块
(500)
，所述
MCU
主控模块
(100)
的电源输入端连接所述电源供电模块
(700)
，所述光敏元件
(200)、
所述信号处理模块
(300)、
所述采集模块
(400)、
所述调零模块
(500)、
所述通讯模块
(600)、
所述电源管理模块
(800)
以及所述程序下载模块
(900)
均连接所述电源供电模块
(700)
，所述光敏元件
(200)
的信号输出端连接所述信号处理模块
(300)
的输入端，所述信号处理模块
(300)
的信号输出端连接所述采集模块
(400)
的输入端，所述调零模块
(500)
的信号输出端连接所述信号处理模块
(300)
；所述电源供电模块
(700)
用于给各个电子元器件提供电能；所述光敏元件
(200)
用于采集外部微弱环境光；所述信号处理模块
(300)
用于对数据进行处理；所述采集模块
(400)
用于将数据转化为数字量输出给所述
MCU
主控模块
(100)
；所述通讯模块
(600)
用于将所述
MCU
主控中的数据传递给外部终端进行可视化；所述调零模块
(500)
用于进行输出调零；所述电源管理模块
(800)
用于对电池进行充电；所述程序下载模块
(900)
用于对
MCU
主控模块
(100)
内的程序进行写入
。2.
如权利要求1的一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路，其特征在于，所述信号处理模块
(300)
包括：第一级电路
(301)、
第二级电路
(302)
以及模拟开关
(303)
；所述第一级电路
(301)
包括第一级运放以及二阶滤波电路；所述第二级电路
(302)
包括二级运放以及无源滤波电路
。3.
如权利要求2的一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路，其特征在于，所述第一级电路
(301)
中的仪表运放芯片
U2
的引脚4连接信号处理模块
(300)
的输入端，所述光敏元件
(200)
中的输出端与所述仪表运放芯片
U2
的引脚4通过电阻
R1
相连，所述仪表运放芯片
U2
的引脚1以及引脚5接地；所述仪表运放芯片
U2
的引脚2和引脚3之间串联电阻
R2
；所述仪表运放芯片
U2
的引脚6连接所述调零模块
(500)
；所述仪表运放芯片
U2
的引脚8连接所述电源供电模块
(700)
，所述仪表运放芯片
U2
的引脚7作为输出端连接所述第一级电路
(301)
中的二阶滤波电路；所述二阶滤波电路中的芯片
U3
的3引脚作为输入端，与所述仪表运放芯片
U2
的引脚7之间连接有电阻
R3
以及电阻
R4
；电阻
R4
与所述二阶滤波电路中的芯片
U3
的引脚3之间连接电容
C3
，所述电容
C3
的另一端接地；所述二阶滤波电路中的芯片
U3
的引脚2接地，所述二阶滤波电路中的芯片
U3
的引脚5以及引脚6连接所述电源供电模块
(700)
；所述二阶滤波电路中的芯片
U3
的引脚1连接所述二阶滤波电路中的芯片
U3
引脚4；所述二阶滤波电路中的芯片
U3
的引脚1连接
、
所述电阻
R3
和所述电阻
R4
之间的公共节点；所述二阶滤波电路中的芯片
U3
的引脚1作为第一级电路
(301)
的输出端
。
4.
如权利要求2的一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路，其特征在于，所述第一级电路
(301)
的输出端连接电阻
R5
的一端，所述模拟开关
(303)
中的模拟开关芯片
U4
的引脚5以及所述第二级电路
(302)
的模拟开关芯片
U5
的引脚3均连接所述电阻
R5
的另一端；所述模拟开关芯片
U5
的引脚2连接电源供电模块
(700)
，引脚1连接
MCU
主控芯片，引脚4连接电阻
R18
，引脚6连接电阻
R19
，引脚3接地；所述电阻
R18
与所述电阻
R19
均连接所述电源供电模块
(700)
；所述第二级电路的芯片
U5
的引脚5和引脚6均连接所述电源供电模块
(700)
，引脚2接地，引脚4通过电阻
R6
连接所述电源供电模块
(700)
，引脚4通过电阻
R7
连接所述模拟开关
(303)
中的模拟开关芯片
U6
的引脚4，引脚4通过电阻
R8
连接所述模拟开关芯片
U6
的引脚6，引脚1连接所述模拟开关芯片
U6
的引脚5，引脚1作为输出端；所述模拟开关芯片
U6
的引脚1连接所述
MCU
主控模块
(100)
，引脚3接地，引脚2连接所述电源供电模块
(700)
；所述第二级电路
(302)
中的二级运放的输出端连接电阻
R11
的一端，所述采集模块
(400)
以及电容
C8
的一端均连接所述电阻
R11
的另一端，所述电容
C8
的另一端接地，即为所述第二级电路
(302)
中的无源滤波电路
。5.
如权利要求1的一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路，其特征在于，所述采集模块
(400)
中的数模转化芯片
U7
的引脚
1、
引脚3以及引脚8连接所述电源供电模块
(700)
；所述电源供电模块
(700)
通过所述数模转化芯片
U7
的引脚8提供参考电压，使所述采集模块
(400)
的采集范围为0～
5V
；所述电源供电模块
(700)
通过引脚1和引脚3给所述数模转化芯片
U7
供电，所述数模转化芯片
U7
的引脚2和引脚7接地，引脚
4、
引脚5和引脚6均连接所述
MCU
主控模块
(100)。6.
如权利要求2的一种放大倍数可调的微弱环境光采集电路，其特征在于，所述调零模块
(500)
包括：模数转化电路
(501)
和调零电路
(502)
；所述模数转化电路
(501)
包括：模数转化芯片
U8
以及电压输出芯片
U9
；所述模数转化芯片
U8
的引脚
5、
引脚6以及引脚
14
均连接所述电源供电模块
(700)
，引脚
7、
引脚
8、
引脚
10
以及引脚
11
均连接
MCU
主控模块
(100)
，引脚3和引脚4接地，引脚
12
接模拟地，引脚2连接所述电压输出芯片
U9
的引脚3，引脚
12
连接所述电压输出芯片
U9
的引脚2，引脚1连接所述电压输出芯片
U9
的输出端；所述电压输出芯片
U9
的引...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博成，王巍，曹文野，谈琪安，陆才，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：