CN114964322A - 一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信号发生装置，具体涉及一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置，信号处理模块，接收光电传感器发送的电流信号，并将电流信号转换为电压信号输出至信号比较模块；输入输出接口模块，接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，同时向上位机上传采样数据；阈值调节模块，在微处理器的控制下向信号比较模块输出相应的电压阈值信号；信号比较模块，对信号处理模块发送的电压信号、阈值调节模块发送的电压阈值信号进行比较，并基于比较结果生成方波触发信号；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的直接采用光电信号进行触发可能会出现错误输出的缺陷。

Description

一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置
技术领域
本发明涉及信号发生装置，具体涉及一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置。
背景技术
随着微电子技术、传感器技术的发展，光电传感器在图像扫描中得到了广泛应用。光信号作为触发信号进行图像扫描时，激光光源得到的光拍信号波形与理论波形相差较大，容易出现“毛刺”现象，给图像扫描带来很大的误差。
当所测量的物理量发生变化时，输出表现为被测信号与噪声电平的叠加，在电路中，这样一类信号的基本特征体现为在随机变化的直流电平上再随机叠加不同形状、不同幅值和相位的脉冲。如果直接采用光电信号进行触发可能会出现错误输出，给后续处理带来较大困难，同时也大大降低了可靠性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置，能够有效克服现有技术所存在的直接采用光电信号进行触发可能会出现错误输出的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置，包括信号处理模块、输入输出接口模块、微处理器、阈值调节模块和信号比较模块；
信号处理模块，接收光电传感器发送的电流信号，并将电流信号转换为电压信号输出至信号比较模块；
输入输出接口模块，接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，同时向上位机上传采样数据；
阈值调节模块，在微处理器的控制下向信号比较模块输出相应的电压阈值信号；
信号比较模块，对信号处理模块发送的电压信号、阈值调节模块发送的电压阈值信号进行比较，并基于比较结果生成方波触发信号。
优选地，所述信号处理模块包括光电传感器PD1、滑动变阻器R1和电压跟随器U5A，所述光电传感器PD1连接电压跟随器U5A的同相输入端，所述光电传感器PD1、电压跟随器U5A的同相输入端之间接入滑动变阻器R1，所述电压跟随器U5A的反相输入端连接输出端，所述电压跟随器U5A的输出端连接信号比较模块。
优选地，所述滑动变阻器R1上并联有电容C1。
优选地，所述输入输出接口模块包括RS48芯片U3，所述RS48芯片U3接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，所述微处理器进行数据分析后得到所要输出阈值，并输出至阈值调节模块。
优选地，所述阈值调节模块包括阈值调节芯片U4，所述阈值调节芯片U4接收微处理器的输出信号，并向信号比较模块输出相应的电压阈值信号。
优选地，所述信号比较模块包括电压比较器U5B和电压跟随器U6A，所述电压比较器U5B的同相输入端接入电压跟随器U5A的输出端，所述电压跟随器U6A的同相输入端接入阈值调节芯片U4的输出端，所述电压跟随器U6A的反相输入端连接输出端，所述电压跟随器U6A的输出端连接电压比较器U5B的反相输入端。
优选地，所述电压比较器U5B对电压信号、电压阈值信号进行比较，当电压信号大于电压阈值信号时，所述电压比较器U5B输出高电平作为触发信号，否则电压比较器U5B输出低电平。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置，由光电传感器将光触发信号转换为电流信号，并由信号处理模块将电流信号转换为电压信号输出至信号比较模块，同时阈值调节模块在微处理器的控制下向信号比较模块输出相应的电压阈值信号，利用信号比较模块选通输出方波信号作为图像扫描的触发信号，通过该电路处理后生成的光电触发信号，没有“毛刺”现象，通过调节电压阈值信号大小，能够实现不同能量激光信号的兼容，并且能够输出占空比可调的方波触发信号，有效提高兼容性及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统示意图；
图2为本发明图1中微处理器的电路图；
图3为本发明图1中信号处理模块的电路图；
图4为本发明图1中输入输出接口模块的电路图；
图5为本发明图1中阈值调节模块的电路图；
图6为本发明图1中信号比较模块的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置，如图1所示，包括信号处理模块、输入输出接口模块、微处理器、阈值调节模块和信号比较模块；
信号处理模块，接收光电传感器发送的电流信号，并将电流信号转换为电压信号输出至信号比较模块；
输入输出接口模块，接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，同时向上位机上传采样数据；
阈值调节模块，在微处理器的控制下向信号比较模块输出相应的电压阈值信号；
信号比较模块，对信号处理模块发送的电压信号、阈值调节模块发送的电压阈值信号进行比较，并基于比较结果生成方波触发信号。
如图3所示，信号处理模块包括光电传感器PD1(可采用光电二极管或者光电倍增管)、滑动变阻器R1和电压跟随器U5A，光电传感器PD1连接电压跟随器U5A的同相输入端，光电传感器PD1、电压跟随器U5A的同相输入端之间接入滑动变阻器R1，电压跟随器U5A的反相输入端连接输出端，电压跟随器U5A的输出端连接信号比较模块。滑动变阻器R1上并联有电容C1。
如图4所示，输入输出接口模块包括RS48芯片U3，RS48芯片U3接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，微处理器进行数据分析后得到所要输出阈值，并输出至阈值调节模块。
如图5所示，阈值调节模块包括阈值调节芯片U4，阈值调节芯片U4接收微处理器的输出信号，并向信号比较模块输出相应的电压阈值信号。
如图6所示，信号比较模块包括电压比较器U5B和电压跟随器U6A，电压比较器U5B的同相输入端接入电压跟随器U5A的输出端，电压跟随器U6A的同相输入端接入阈值调节芯片U4的输出端，电压跟随器U6A的反相输入端连接输出端，电压跟随器U6A的输出端连接电压比较器U5B的反相输入端。
电压比较器U5B对电压信号、电压阈值信号进行比较，当电压信号大于电压阈值信号时，电压比较器U5B输出高电平作为触发信号，否则电压比较器U5B输出低电平。
光电传感器PD1接收激光光源的相干脉冲信号，并转换为电流信号，由滑动变阻器R1将光电传感器PD1输出的电流信号转换为电压信号，电容C1能够除去信号中的高频噪声，电压跟随器U5A进行缓冲，提高输入阻抗，使得电压信号不会受负载阻抗变化的影响，电压跟随器U5A将电压信号输出至电压比较器U5B。
本申请技术方案中，通过调节滑动变阻器R1的阻值，能够适用不同功率的激光触发信号。
另一方面，采用RS485通信协议，由RS48芯片U3接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，微处理器进行数据分析后得到所要输出阈值，并输出至阈值调节芯片U4，由阈值调节芯片U4向电压比较器U5B输出相应的电压阈值信号。
电压比较器U5B对对信号处理模块发送的电压信号U、电压阈值信号Uth进行比较，当U＞Uth时，电压比较器U5B输出高电平作为触发信号；当U≤Uth时，电压比较器U5B输出低电平，通过调节电压阈值信号Uth的大小，能够输出占空比可调的方波触发信号。电压比较器U5B输出不失真、没有“毛刺”的方波触发信号，并由接口J5输出至图像扫描设备。
在图像扫描过程中，光电传感器PD1接收到的是一个类似三角波的信号，通过调节电压阈值信号Uth的大小，能够适用不同功率的激光触发信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于图像扫描的光电触发信号发生装置，其特征在于：包括信号处理模块、输入输出接口模块、微处理器、阈值调节模块和信号比较模块；
信号处理模块，接收光电传感器发送的电流信号，并将电流信号转换为电压信号输出至信号比较模块；
输入输出接口模块，接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，同时向上位机上传采样数据；
阈值调节模块，在微处理器的控制下向信号比较模块输出相应的电压阈值信号；
信号比较模块，对信号处理模块发送的电压信号、阈值调节模块发送的电压阈值信号进行比较，并基于比较结果生成方波触发信号。
2.根据权利要求1所述的用于图像扫描的光电触发信号发生装置，其特征在于：所述信号处理模块包括光电传感器PD1、滑动变阻器R1和电压跟随器U5A，所述光电传感器PD1连接电压跟随器U5A的同相输入端，所述光电传感器PD1、电压跟随器U5A的同相输入端之间接入滑动变阻器R1，所述电压跟随器U5A的反相输入端连接输出端，所述电压跟随器U5A的输出端连接信号比较模块。
3.根据权利要求2所述的用于图像扫描的光电触发信号发生装置，其特征在于：所述滑动变阻器R1上并联有电容C1。
4.根据权利要求2所述的用于图像扫描的光电触发信号发生装置，其特征在于：所述输入输出接口模块包括RS48芯片U3，所述RS48芯片U3接收上位机发送的电压阈值数据并传输给微处理器，所述微处理器进行数据分析后得到所要输出阈值，并输出至阈值调节模块。
5.根据权利要求4所述的用于图像扫描的光电触发信号发生装置，其特征在于：所述阈值调节模块包括阈值调节芯片U4，所述阈值调节芯片U4接收微处理器的输出信号，并向信号比较模块输出相应的电压阈值信号。
6.根据权利要求5所述的用于图像扫描的光电触发信号发生装置，其特征在于：所述信号比较模块包括电压比较器U5B和电压跟随器U6A，所述电压比较器U5B的同相输入端接入电压跟随器U5A的输出端，所述电压跟随器U6A的同相输入端接入阈值调节芯片U4的输出端，所述电压跟随器U6A的反相输入端连接输出端，所述电压跟随器U6A的输出端连接电压比较器U5B的反相输入端。
7.根据权利要求6所述的用于图像扫描的光电触发信号发生装置，其特征在于：所述电压比较器U5B对电压信号、电压阈值信号进行比较，当电压信号大于电压阈值信号时，所述电压比较器U5B输出高电平作为触发信号，否则电压比较器U5B输出低电平。
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