[发明专利]一种基于可编程放大器的宽范围微水测量系统

摘要

一种基于可编程放大器的宽范围微水测量系统，属光纤微水测量技术领域。包括中央控制电路等，中央控制电路分别和可编程放大电路、模数及数模转换模块相连接，数模转换模块连接至DFB激光器，DFB激光器接入光纤准直器，光纤准直器接到光电转换器，光电转换器接到可编程放大电路，可编程放大电路接模数转换模块；对光谱吸收法测得的数据经可编程放大电路将波形的电压范围调节到处理器可以采集的范围内，当被测气体浓度改变时，调节可编程放大电路的放大倍数，选对应的数据拟合参数，实现对水汽浓度宽范围测量。本发明优点是测量微水不受电磁干扰，绝缘性能好，安全性好，采用可编程放大器实现水汽浓度的宽范围测量。

主权项

一种基于可编程放大电路的宽范围微水测量系统，包括中央控制电路、数模转换模块、DFB激光器、光纤准直器、光电转换器、可编程放大电路和模数转换模块，其特征在于中央控制电路连接至数模转换模块，数模转换模块的模拟信号输出端连接至DFB激光器，DFB激光器的输出端经其尾纤接入光纤准直器，光纤准直器的输出端连接到光电转换器的输入端面，光电转换器的输出端连接到可编程放大电路的输入端，可编程放大电路的控制端与中央控制电路相连；可编程放大电路的输出端接入模数转换模块的输入端，模数转换模块的输出端连接到中央控制电路，中央控制电路根据采集到的信号大小反馈调整可编程放大电路的放大倍数；所述可编程放大电路包括集成块U101、电容C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38、C39、C40和电阻R9，集成块U101型号为AD8321，其中电阻R9和电容C32相连接组成是一个低通滤波器，连接点接到AD8321的引脚2，该低通滤波器对输入到可编程放大电路的时钟进行的滤波，AD8321的引脚1、引脚2经电阻R9、引脚3、引脚6连接到中央控制电路的IO管脚上，实现中央控制电路对可编程放大电路的控制，AD8321的正相输入端即引脚18通过串接电容C38与地相连，反相输入端即引脚19与前级光电转换器的输出端相连接，AD8321的输出端即引脚10连接到模数转换模块的输入端；所述数模转换模块包括数模转换芯片U11和电容C23、C24，芯片U11型号为TLC5615，其中电容C23连接在TLC5615的引脚5和8之间以实现对U11供电电源的滤波，电容C24连接在TLC5615的引脚5和6之间以实现对数模转换模块参考电压的滤波；TLC5615的引脚1和中央控制电路相连接，引脚7和DFB激光器相连接；所述模数转换模块包括模数转换芯片U21和电阻R4、电容C25，芯片U21型号为MAX1287，其中电阻R4和电容C25相连接并接到芯片的供电电源处，电阻R4的另一端接到MAX1287的引脚1处，电容C25的另一端接地，即MAX1287的引脚4处，电容C25对MAX1287的供电电源起滤波作用；MAX1287的引脚2和可编程放大电路相连接，MAX1287的引脚7和中央控制电路相连接。