CN207884580U - 单通道多方法光电采集前置放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单通道多方法光电采集前置放大电路，包括：光源；光波段切换模块，所述光波段切换模块与MCU相连，用于提供不同波段的滤光片；光路组件；光电传感器；可调增益放大器，所述可调增益放大器包括由跨阻并联设置形成的至少二路增益通路以及模拟开关，所述可调增益放大器输出连接所述补偿及衰减电路，模拟开关输入连接MCU，根据所述光波段切换模块选择的滤光片由所述模拟开关进行增益通路的选择；补偿及衰减电路，所述补偿及衰减电路为可编程增益放大器，输入端连接所述MCU及可调增益放大器的输出端；滤波及调理电路；AD转换器和MCU。本实用新型具有结构简单、体积小、维护方便等优点。

Description

单通道多方法光电采集前置放大电路

技术领域

本实用新型涉及分析领域，特别涉及一种快速采样单通道多方法光电采集前置放大电路。

背景技术

科学分析仪器常常利用分光光度测量原理进行检测分析，通过更换不同波段光来测量样品中的诸如阴离子、挥发酚、总磷、总氰、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等成分。传统的测量方式多采用光电传感器进行固定波段光照下入射光信号测量，光电传感器的输出电流经可调增益放大器转换成电压信号，经过前级固定增益放大后进入二级固定增益放大，最后变成数字量，供后端采集计算。但此种方法只能一个通道配置一种波段光照实现一种化学方法的测量，对于采用不同方法进行不同样品测量时，需要配置很多台测量通道，通道数量多、空间占用大、仪器成本高、安装维护费时费力、对实验操作人员也形成一定压力。

实用新型内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种结构简单、体积小、维护方便的单通道多方法光电采集前置放大电路。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单通道多方法光电采集前置放大电路，包括：光源和MCU，所述前置放大电路进一步包括：

光波段切换模块，所述光波段切换模块与MCU相连，用于提供不同波段的滤光片；

光路组件，光源发出的光透过滤光片后经所述光路组件汇聚后进入光电传感器；

光电传感器，所述光电传感器的输出端连接可调增益放大器的输入端，将入射光信号转换为电流信号；

可调增益放大器，所述可调增益放大器包括由跨阻并联设置形成的至少二路增益通路以及模拟开关，所述可调增益放大器连接所述MCU，根据所述光波段切换模块选择的滤光片由所述模拟开关进行增益通路的选择以实现增益倍数的调节；

补偿及衰减电路，所述补偿及衰减电路为可编程增益放大器，输入端连接所述MCU可调增益放大器的输出端，用于增益倍数的微调；

滤波及调理电路，所述滤波及调理电路的输入端连接所述补偿及衰减电路的输出端；

AD转换器，所述AD转换器的输入端连接所述滤波及调理电路的输出端，AD转换器的输出端连接所述MCU。

根据上述的前置放大电路，优选地，所述光波段切换模块包括：

转盘，所述转盘上设有通孔，通孔内放置至少二种不同波段的滤光片；

电机，所述电机带动所述转盘转动，使得光源发出的光选择性地通过所述至少二种不同波段的滤光片中的其中一个滤光片。

根据上述的前置放大电路，优选地，所述光路组件沿光路方向依次设有第一凸透镜、半透半反镜和第二凸透镜。

根据上述的前置放大电路，优选地，所述光电传感器、可调增益放大器、补偿及衰减电路和滤波及调理电路并列设置两组。

根据上述的前置放大电路，可选地，所述转盘内设有8个不同波长的滤光片。

根据上述的前置放大电路，可选地，所述模拟开关为四选一模拟开关。

根据上述的前置放大电路，优选地，所述模拟开关为单刀双掷开关。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1、本实用新型通过光波段切换模块、可调增益放大器以及可编程增益放大器的组合配置，实现了单通道多方法的光电采集，用一台仪器实现样品中多种成分的测量，结构简单、维护方便，减少仪器的占地面积，节省空间。

2、本实用新型通过模拟开关与至少二路增益通路的合理配置实现稳定输出阻抗的可调增益放大器，提高了仪器信噪比，减小了仪器长期漂移，提高仪器性能指标。

附图说明

图1是本实用新型实施例的单通道多方法光电采集前置放大电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的前置放大电路的可调增益放大器的电路结构示意图。

具体实施方式

图1-2和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例

图1示意性地给出了本实施例的单通道多方法光电采集前置放大电路的结构简图，如图1所示，所述前置放大电路包括：

光源；

光波段切换模块，所述光波段切换模块与MCU相连，用于提供不同波段的滤光片(如8个滤光片，提供8种不同波段的光)；具体地，所述光波段切换模块包括：

转盘，所述转盘上设有通孔，通孔内放置至少二种不同波段的滤光片；

电机，所述电机(如步进电机)带动所述转盘转动，使得光源发出的光选择性地通过所述至少二种不同波段的滤光片中的其中一个滤光片；

光路组件，光源发出的光透过滤光片后经所述光路组件汇聚后进入光电传感器；

光电传感器，所述光电传感器的输出端连接可调增益放大器的输入端，将入射光信号转换为电流信号；

可调增益放大器，所述可调增益放大器包括由跨阻并联设置形成的至少二路增益通路以及模拟开关，所述可调增益放大器连接所述MCU及补偿及衰减电路，根据所述光波段切换模块选择的滤光片由所述模拟开关进行增益通路的选择以实现增益倍数的调节；

补偿及衰减电路，所述补偿及衰减电路为可编程增益放大器，输入端连接所述可调增益放大器的输出端与MCU，用于增益倍数的微调；

滤波及调理电路，所述滤波及调理电路(如RC滤波电路)的输入端连接所述补偿及衰减电路的输出端；

AD转换器，所述AD转换器的输入端连接所述滤波及调理电路的输出端，AD转换器的输出端连接所述MCU；

MCU，所述MCU使得可调增益放大器与补偿及衰减电路的增益倍数与光波段切换模块选择的滤光片相适应。

补偿及衰减电路、滤波及调理电路的具体电路结构为现有技术，在此不再赘述。

图2示意性地给出了本实施例的前置放大电路中可调增益放大器的电路结构图，所述可调增益的放大器中4个不同阻值的跨阻与运放并联设置，形成4种不同增益倍数的增益通路，4个跨阻与运放同时连接四选一模拟开关，所述四选一模拟开关选用单刀双掷开关且连接所述MCU，MCU选定滤光片后由所述四选一模拟开关进行不同阻值的跨阻并联支路的选择以实现增益倍数的调节。

在光电检测领域，一般设置检测光路与参照光路提高检测的准确性，故：

进一步地，所述光路组件沿光路方向依次设有第一凸透镜、半透半反镜和第二凸透镜；

进一步地，所述光电传感器、可调增益放大器、补偿及衰减电路和滤波及调理电路并列设置两组，一组处理反射光，一组处理透射光，分别作为检测光路和参照光路。

本实施例的优势在于：通过光波段切换模块、可调增益放大器以及可编程增益放大器的组合配置，实现了单通道多方法的光电采集，结构简单、体积小、维护方便。

Claims (7)

1.一种单通道多方法光电采集前置放大电路，包括：光源和MCU，其特征在于：所述前置放大电路进一步包括：

光波段切换模块，所述光波段切换模块与MCU相连，用于提供不同波段的滤光片；

光路组件，光源发出的光透过滤光片后经所述光路组件汇聚后进入光电传感器；

光电传感器，所述光电传感器的输出端连接可调增益放大器的输入端，将入射光信号转换为电流信号；

可调增益放大器，所述可调增益放大器包括由跨阻并联设置形成的至少二路增益通路以及模拟开关，所述可调增益放大器连接所述MCU，根据所述光波段切换模块选择的滤光片由所述模拟开关进行增益通路的选择以实现增益倍数的调节；

补偿及衰减电路，所述补偿及衰减电路为可编程增益放大器，输入端连接所述MCU及可调增益放大器的输出端，用于增益倍数的微调；

滤波及调理电路，所述滤波及调理电路的输入端连接所述补偿及衰减电路的输出端；

AD转换器，所述AD转换器的输入端连接所述滤波及调理电路的输出端，AD转换器的输出端连接所述MCU。

2.根据权利要求1所述的前置放大电路，其特征在于：所述光波段切换模块包括：

转盘，所述转盘上设有通孔，通孔内放置至少二种不同波段的滤光片；

电机，所述电机带动所述转盘转动，使得光源发出的光选择性地通过所述至少二种不同波段的滤光片中的其中一个滤光片。

3.根据权利要求1所述的前置放大电路，其特征在于：所述光路组件沿光路方向依次设有第一凸透镜、半透半反镜和第二凸透镜。

4.根据权利要求3所述的前置放大电路，其特征在于：所述光电传感器、可调增益放大器、补偿及衰减电路和滤波及调理电路并列设置两组。

5.根据权利要求2所述的前置放大电路，其特征在于：所述转盘内设有8个不同波长的滤光片。

6.根据权利要求5所述的前置放大电路，其特征在于：所述模拟开关为四选一模拟开关。

7.根据权利要求6所述的前置放大电路，其特征在于：所述模拟开关为单刀双掷开关。