[发明专利]一种用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置及采集方法在审
申请号: | 202010863377.5 | 申请日: | 2020-08-25 |
公开(公告)号: | CN111855609A | 公开(公告)日: | 2020-10-30 |
发明(设计)人: | 白忠臣;袁钱图;张青青;张正平;秦水介 | 申请(专利权)人: | 贵州大学 |
主分类号: | G01N21/359 | 分类号: | G01N21/359;G01J3/45;G01J3/06 |
代理公司: | 贵阳中新专利商标事务所 52100 | 代理人: | 商小川 |
地址: | 550025 贵州省贵*** | 国省代码: | 贵州;52 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 微小 红外 光谱仪 信号 采集 装置 方法 | ||
1.一种用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置,它包括微镜驱动电路模块、干涉信号调理电路模块和干涉信号采集电路模块,其特征在于:所述干涉信号调理电路模块和干涉信号采集电路模块分别为两套;FPGA处理器数字量输出端口与微镜驱动电路模块输入端连接;微镜驱动电路模块输出端与微镜扫描驱动端连接;干涉信号调理电路模块输入端与光电探测器输出端连接;干涉信号调理电路模块输出端与干涉信号采集电路模块输入端连接;干涉信号采集电路模块输出端与FPGA处理器数字量输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置,其特征在于:FPGA处理器与上位机通过UART接口连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置,其特征在于:所述微镜驱动电路模块包括数模转换模块和电压放大模块,数模转换模块输入端与FPGA处理器数字量输出端口连接;数模转换模块输出端与电压放大模块输入端连接;电压放大模块输出端与微镜驱动电路模块输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种应用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置,其特征在于:所述干涉信号调理电路模块包括电流电压转换模块,电流电压转换模块的输入端与光电探测器的输出端连接;电流电压转换模块的输出端与电压放大模块的输入端连接;电压放大模块的输出端与带通滤波器的输入端连接;带通滤波器的输出端与干涉信号采集电路模块输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种应用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置,其特征在于:干涉信号采集电路模块包括差分放大模块,差分放大模块输入端与干涉信号采集电路模块输入端连接;差分放大模块输出端与模数转换模块输入端连接;参考电压模块分别连接在差分放大模块与模数转换模块的电压参考端。
6.根据权利要求4所述的一种应用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置,其特征在于:所述电流电压转换模块为跨阻抗放大电路;带通滤波器由低通滤波器和高通滤波器级联构成。
7.根据权利要求1所述的一种应用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置,其特征在于:所述微小型近红外光谱仪的干涉仪采用双迈克尔逊干涉仪结构;所述双迈克尔逊干涉仪共用一个MEMS微镜作为动镜。
8.如权利要求1所述的一种应用于微小型近红外光谱仪的信号采集装置的采集方法,它包括:
步骤1、FPGA处理器输出时序逻辑驱动微镜驱动电路模块的数模转换模块输出模拟电压,经电压放大模块电压放大之后驱动MEMS微镜做周期扫描运动;
步骤2、干涉信号调理电路模块的电流电压转换模块采用跨阻抗放大电路,将干涉电流信号转换为电压信号,再经过电压放大模块实现电压放大,再通过带通滤波器滤除干涉信号中的高频噪声和低频噪声;
步骤3、干涉信号采集电路模块的差分放大模块将单端干涉信号转换为差分信号,输入模数转换模块,FPGA输出逻辑时序驱动模数转换模块采集干涉信号,再通过FPGA的UART接口将采集到的数据输出给上位机。
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