[发明专利]一种基于薄膜探测器的频闪检测系统及设计制作方法

说明书

本发明提供了一种基于薄膜探测器的频闪检测系统及设计制作方法，包括制备可响应可见光频闪的光电导、设计并制作基于光电导传感器的频闪分析仪，通过调整光电导薄膜制备工艺参数，得到了有利于制备具有高响应率和高响应速度的光电导的工艺参数组。设计了可进行自适应反馈调节功能的桥式前端，解决了光电导传感器的电阻偏移问题，同时通过仪表放大芯片有效地抑制了电路共模噪声，大大提高了信噪比。设计了紧凑的PCB封装和系统电路，成功完成了对频闪分析仪的板级集成与系统的总体小型化。

技术领域

本发明涉及频闪检测技术领域，特别地涉及一种基于薄膜探测器的频闪检测系统及设计制作方法。

背景技术

在人造光源与社会生活密不可分，人类使用智能手机的时间日益增加的当下，光源健康问题开始逐步为公众所重视。早在二十世纪七十年代，就有研究者发现，在60Hz荧光灯下，自闭症儿童的病情症状易出现加重。随着时代的发展，人们开始逐渐重视照明对人类身体健康的影响，并就此问题展开了更多研究与拓展。目前中国标准中，《LED室内照明应用技术要求》和《视觉作业台灯认证技术规范》对LED灯具的频闪作出了限制要求。此外，国际照明委员会(CIE)、美国电气和电子工程师协会(IEEE)等组织也提出了各类参数标准，如SVM指数、调制率PE、闪烁指数PF等。而实验室专业仪器通常不会考虑仪器的便携性与易用性，不适宜那些希望自行测试生活中环境光源质量的普通消费者的购买与使用。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种基于薄膜探测器的频闪检测系统，包括薄膜探测器和频闪分析仪；薄膜探测器包括Cu电极薄膜材料、ZnO薄膜材料、Cu叉指电极，用于采集频闪信号；频闪分析仪内设置有分压电路、线性稳压器、电压基准芯片、可编程数字电位器、自适应反馈电桥、仪表放大器、主控单片机、采样电路。

优选地，所述ZnO薄膜材料为n-ZnO/p-Si异质结，通过射频磁控溅射生长于p-Si基片上。

优选地，所述Cu叉指电极位于ZnO薄膜材料表面。

优选地，所述线性稳压器包括误差放大器、基准电压源、输出晶体管。

优选地，所述自适应反馈电桥包括第一固定电阻R1、第二固定电阻R2、精密数字电位器RP3、薄膜探测器Ra；第一固定电阻R1与薄膜探测器Ra串联形成第一支路；第二固定电阻R2与精密数字电位器RP3串联形成第二支路；所述第一支路与所述第二支路并联，并联电路两端分别连接供电电压VCC和接地端GND。

本申请还涉及一种基于薄膜探测器的频闪检测系统设计制作方法，包含以下步骤：

S1、设计薄膜探测器：

S101、首先需要对p型Si基片进行处理，洗去基片表面可能存在的杂质；

S102、以p型Si单晶作为衬底，通过射频磁控溅射制备ZnO薄膜，获得厚度为300-400nm、(002)择优取向的ZnO多晶薄膜。

S103、使用真空电阻蒸镀仪在ZnO薄膜进行Cu叉指电极蒸镀；

S104、薄膜探测器PCB封装装配；

S2、设计频闪分析仪：

S201、设计线性稳压器，所述线性稳压器使用晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压；

S202、设计电压基准芯片，为传感器芯片提供稳定的激励电压，以供电桥电路使用；

S203、选用可编程数字电位器；

S204、设计自适应反馈电桥；

S205、设计仪表放大器；

S206、选用主控单片机；

S207、设计采样电路；