CN204166094U - 一种led光电参数测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电参数测量系统，尤其是一种LED光电参数测量系统。它包括LED光源、用于实现LED电参数测量的电性参数测量模块、用于测量光强度信号的光强测量模块、用于收集LED的相对光谱功率分布并转换成电信号输出的光谱测量模块、用于用户查看的人机界面显示器和Cortex—M3处理器；LED光源产生光信号并传递给电性参数测量模块、光强测量模块和光谱测量模块，电性参数测量模块、光强测量模块和光谱测量模块将光信号转换成电信号并一同输入至Cortex—M3处理器，Cortex—M3处理器将电信号进行整理并反馈给电性参数测量模块、光强测量模块、光谱测量模块以及人机界面显示器。本实用新型通过采用Cortex—M3作为主处理器，实现了系统性能优化及测量速度的提高，具有很强的实用性。

Description

一种LED光电参数测量系统

技术领域

本实用新型涉及光电参数测量系统，尤其是一种LED光电参数测量系统。

背景技术

当LED作为阵列和显示屏的显示器件时，如果LED不经过测试与分选，其光电参数存在的差异会使显示器件的波长和亮度存在着较大的离散型和不均匀性,并且，随着LED产能及性能要求的继续扩大，对现有LED分选设备的分选速度及价格的挑战也越来越大。

目前，高性能LED光电参数快速测试设备主要由国外及台湾垄断，虽然国内也有数家LED分选设备生产厂商，但普遍存在分选速度与回bin率低等问题，其主要原因是缺乏核心技术，且需要外购核心部件(如光纤光谱仪)，而且外购部件很难与系统紧密配合，不仅降低了速度，而且无法发挥出其高效率。

因此在LED光电参数测量过程中，进一步提升测量速度和压低成本就显得非常重要。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够提升参数测量速度和压低成本的LED光电参数测量系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种LED光电参数测量系统，它包括LED光源、用于实现LED电参数测量的电性参数测量模块、用于测量光强度信号的光强测量模块、用于收集LED的相对光谱功率分布并转换成电信号输出的光谱测量模块、用于用户查看的人机界面显示器和Cortex—M3处理器；

所述LED光源产生光信号并传递给电性参数测量模块、光强测量模块和光谱测量模块，所述电性参数测量模块、光强测量模块和光谱测量模块将光信号转换成电信号并一同输入至Cortex—M3处理器，所述Cortex—M3处理器将电信号进行整理并反馈给电性参数测量模块、光强测量模块、光谱测量模块以及人机界面显示器，同时，所述光谱测量模块还将电信号传递给人机界面显示器。

优选地，所述电性参数测量模块包括桥式电路、恒流源、LED反向漏电流测量电路、LED正向电压测量电路、D/A转换电路和LED恒压源，所述电性参数测量模块通过桥式电路与LED光源和Cortex—M3处理器连接，所述桥式电路还连接有恒流源和D/A转换电路，所述D/A转换电路分别与恒流源和LED恒压源连接，所述LED反向漏电流测量电路和LED正向电压测量电路分别连接于恒流源和LED恒压源。

优选地，所述桥式电路包括微控制器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器，所述微控制器同时与第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器连接，所述第一耦合器的D2IN端头与第二耦合器的NCD1端头连接，所述第三耦合器的DINC端头与第四耦合器的IND2端头连接。

优选地，所述LED反向漏电测量电路包括第三十六电阻、第三十四电阻、DSG变速器、第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器，所述第三十六电阻的1端头同时与DSG变速器的2端头、第一运算放大器的IN端头连接，所述第三十六电阻的2端头同时与第一运算放大器的V0端头、第三运算放大器的3端头连接，所述DSG变速器通过第三十四电阻与第二运算放大器的6端头连接。

优选地，所述电性参数测量模块还包括A/D转换电路，所述电性参数测量模块还包括A/D转换电路，所述A/D转换电路同时与Cortex—M3处理器、LED反向漏电流测量电路、LED正向电压测量电路连接。

优选地，所述光强测量模块包括光度探头信号放大电路，所述光度探头信号放大电路包括第四运算放大器和第五运算放大器，所述第四运算放大器的输出端和第五运算放大器的同相端之间连接有第三电阻，所述第五运算放大器的输出端和反相端连接有可调节电阻。

由于采用了上述方案，本实用新型通过采用Cortex—M3作为主处理器，利用Cortex—M3丰富的资源和较高的运行速度，实现了系统性能优化及测量速度的提高，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统原理框图；

图2是本实用新型实施例的电性参数测量模块的原理框图；

图3是本实用新型实施例的恒流源电路的电路结构图；

图4是本实用新型实施例的D/A转换电路和LED恒压源的电路结构图；

图5是本实用新型实施例的桥式电路的电路结构图；

图6是本实用新型实施例的LED正向电压测量电路的电路结构图；

图7是本实用新型实施例的A/D转换电路的电路结构图；

图8是本实用新型实施例的LED反向漏电流测量电路的电路结构图；

图9是本实用新型实施例的光度探头信号放大电路的电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示并结合图2至图9，本实施例的一种LED光电参数测量系统，它包括LED光源6、用于实现LED电参数测量的电性参数测量模块3、用于测量光强度信号的光强测量模块5、用于收集LED的相对光谱功率分布并转换成电信号输出的光谱测量模块4、用于用户查看的人机界面显示器1和Cortex—M3处理器2，LED光源6产生光信号并传递给电性参数测量模块3、光强测量模块5和光谱测量模块4，电性参数测量模块3、光强测量模块5和光谱测量模块4将光信号转换成电信号并一同输入至Cortex—M3处理器2，Cortex—M3处理器2将电信号进行整理并反馈给电性参数测量模块3、光强测量模块5、光谱测量模块4以及人机界面显示器1，同时，光谱测量模块4还将电信号传递给人机界面显示器1；电性参数测量模块3包括桥式电路8、恒流源7、LED反向漏电流测量电路10、LED正向电压测量电路12、D/A转换电路9、LED恒压源11和A/D转换电路13，电性参数测量模块3通过桥式电路8与LED光源6和Cortex—M3处理器2连接，所述桥式电路8还连接有恒流源7和D/A转换电路9，所述D/A转换电路9与恒流源7、LED恒压源11连接，所述LED反向漏电流测量电路10和LED正向电压测量电路12分别连接于恒流源7和LED恒压源11。

本实施例对LED恒压源9可采用如图4所示的电路结构，即LED恒压源9包括双通道数模转换芯片DAC8552、第六运算放大器和第七运算放大器，由Cortex—M3处理器11产生的信号通过TP3输入点进入LED恒压源9的电路中，双通道数模转换芯片DAC8552接收TP3输出的信号，为了跟好的保证D/A转换后的精度，LED恒压源电路设置有低压差电压基准芯片REF195来提供参考电压值，得到相应的模拟信号后，从双通道数模转换芯片DAC8552的输出端Va输出，再通过第六运算放大器OP27跟随模拟信号，达到控制恒流源电路中输入端电压值的大小，双通道数模转换芯片ADC8552的输出端Vb输出的模拟电压经过第七运算放大器OPA452放大后，为LED光源6提供恒定反向电压；本实施例的桥式电路8如图5所示，即桥式电路8包括微控制器RES2、第一耦合器K3、第二耦合器K11、第三耦合器K12和第四耦合器K13，微控制器RES2同时与第一耦合器K3、第二耦合器K11、第三耦合器K12和第四耦合器K13连接，第一耦合器K3的D2IN端头与第二耦合器K11的NCD1端头连接，第三耦合器K12的DINC端头与第四耦合器K13的IND2端头连接。本桥式电路8通过采用微控制器RES2控制4个光耦合器，实现H桥中电流走向的改变，例如，LED光源6的极性为左正右负，为使得LED光源6正常发光，则控制第一耦合器K3和第四耦合器K13的导通，第二耦合器K11和第三耦合器K12断开；反之，LED的极性为左负右正，则第二耦合器K11和第三耦合器12导通，第一耦合器K3和第四耦合器K13断开。在LED光源6的参数测试过程中，LED恒压源11除了为驱动发光LED光源6正常工作作用之外，还为LED光源6正向电压的测量提供驱动。

同时，为测出LED光源6的电流值和电压值，系统设置有LED正向电压测量电路12和LED反向漏电流测量电路10，LED正向电压测量电路12包括IC4、IC12(IC为集成电路)和用于消除共模信号的第七运算放大器，第七运算放大器通过电阻R51和电阻49与IC4连接、通过电阻R52和R50与IC12连接；LED反向漏电测量电路10包括包括第三十六电阻R36、第三十四电阻R34、变速器DSG、第一运算放大器OPA452、第二运算放大器AD8033和第三运算放大器AD8638，第三十六电阻R36的1端头同时与变速器DSG的2端头、第一运算放大器OPA452的IN端头连接，第三十六电阻R36的2端头同时与第一运算放大器OPA452的V0端头、第三运算放大器AD8638的3端头连接，变速器DSG通过第三十四电阻R34与第二运算放大器AD8033的6端头连接，同时，根据运放虚断原理，LED反向漏电测量电路10中电流实际没有进入运放，而是全部通过第三十六电阻R36，从而电流值转换为电压值测量，再由虚短原理，第三十六电阻R36的“1”端电势为0，通过自稳零、轨到轨运放第三运算放大器AD8638跟随第三十六电阻R36的“2”端电压后，输出经A/D转换即可得到LED的反向漏电流，另外，在测量LED光源6电流时，需要先判断LED的极性，电路导通后，如果测得的电流大，则表明电压正向加在LED的两端。本实施例中A/D转换电路13同时与Cortex—M3处理器2、LED反向漏电流测量电路10、LED正向电压测量电路12连接，所述A/D转换电路13采用24位A/D转换器。

另外，光强测量模块5包括光度探头信号放大电路，光度探头信号放大电路包括第四运算放大器OPA128和第五运算放大器AR2，第四运算放大器OPA128的输出端和第五运算放大器AR2的同相端之间连接有第三电阻R3，第五运算放大器AR2的输出端和反相端连接有可调节电阻R5。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种LED光电参数测量系统，其特征在于：它包括LED光源、用于实现LED电参数测量的电性参数测量模块、用于测量光强度信号的光强测量模块、用于收集LED的相对光谱功率分布并转换成电信号输出的光谱测量模块、用于用户查看的人机界面显示器和Cortex—M3处理器；

所述LED光源产生光信号并传递给电性参数测量模块、光强测量模块和光谱测量模块，所述电性参数测量模块、光强测量模块和光谱测量模块将光信号转换成电信号并一同输入至Cortex—M3处理器，所述Cortex—M3处理器将电信号进行整理并反馈给电性参数测量模块、光强测量模块、光谱测量模块以及人机界面显示器，同时，所述光谱测量模块还将电信号传递给人机界面显示器。

2.如权利要求1所述的一种LED光电参数测量系统，其特征在于：所述电性参数测量模块包括桥式电路、恒流源、LED反向漏电流测量电路、LED正向电压测量电路、D/A转换电路和LED恒压源，所述电性参数测量模块通过桥式电路与LED光源和Cortex—M3处理器连接，所述桥式电路还连接有恒流源和D/A转换电路，所述D/A转换电路分别与恒流源和LED恒压源连接，所述LED反向漏电流测量电路和LED正向电压测量电路分别连接于恒流源和LED恒压源。

3.如权利要求2所述的一种LED光电参数测量系统，其特征在于：所述桥式电路包括微控制器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器，所述微控制器同时与第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器连接，所述第一耦合器的D2IN端头与第二耦合器的NCD1端头连接，所述第三耦合器的DINC端头与第四耦合器的IND2端头连接。

4.如权利要求2所述的一种LED光电参数测量系统，其特征在于：所述LED反向漏电测量电路包括第三十六电阻、第三十四电阻、DSG变速器、第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器，所述第三十六电阻的1端头同时与DSG变速器的2端头、第一运算放大器的IN端头连接，所述第三十六电阻的2端头同时与第一运算放大器的V0端头、第三运算放大器的3端头连接，所述DSG变速器通过第三十四电阻与第二运算放大器的6端头连接。

5.如权利要求2所述的一种光电参数测量系统，其特征在于：所述电性参数测量模块还包括A/D转换电路，所述A/D转换电路同时与Cortex—M3处理器、LED反向漏电流测量电路、LED正向电压测量电路连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种光电参数测量系统，其特征在于：所述光强测量模块包括光度探头信号放大电路，所述光度探头信号放大电路包括第四运算放大器和第五运算放大器，所述第四运算放大器的输出端和第五运算放大器的同相端之间连接有第三电阻，所述第五运算放大器的输出端和反相端连接有可调节电阻。