一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，包括信號前端處理部分及信號放大部分；光電檢測器輸出的電流信號經(jīng)過信號前端處理部分中運算放大器AD8627轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓信號再依次經(jīng)過信號放大部分中數(shù)字電位器AD5262增益控制、兩個電壓型運輸放大器OPA2727放大后輸出。本發(fā)明具有檢測精度高，對微弱小信號的采集更加可靠的優(yōu)點。同時簡單、經(jīng)濟，集成度高，電路結(jié)構(gòu)簡單，控制效果好，能夠準確的提取有用信息。
【專利說明】一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電小信號采集放大電路領(lǐng)域，具體為一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外/可見分光光度計是根據(jù)朗伯比爾定律及物質(zhì)對光的選擇性吸收原理制成的，歸結(jié)到電路系統(tǒng)上就是通過光電檢測器檢測光電流的大小，然后對光電流進行后續(xù)的轉(zhuǎn)換、傳輸、放大和采集處理，其中任何一個節(jié)點存在干擾、失真都會對輸出產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果，因此信號采集通道的設(shè)計必須可靠。以往紫外/可見分光光度計信號采集所用的運算放大器輸入電流噪聲密度均大于0.4fA/ V Hz,這對光電流的檢測十分不利。當光電流很弱的情況下，有可能運算放大器的噪聲電流淹沒掉光電流，使輸出結(jié)果失真，引起測量誤差。且以往光電信號的傳輸電纜均裸露在機箱內(nèi)，周圍環(huán)境中的電磁干擾，很有可能對光電信號產(chǎn)生影響，給測量帶來不可控制的因素。采用屏蔽電纜將信號線屏蔽，隔絕了周圍環(huán)境中的電磁干擾，使光電信號高效、干凈的傳輸，測量更加準確，可控，可靠。在信號放大過程中，以往的電路系統(tǒng)采用多路開關(guān)切換不同的反饋電阻，反饋電阻受環(huán)境溫度影響較大，且開關(guān)阻抗隨溫度和時間的變化也不可預(yù)知，系統(tǒng)復(fù)雜，檢測誤差大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，其特征在于:包括信號前端處理部分及信號放大部分；所述信號前端處理部分由運算放大器AD8627構(gòu)成，信號放大部分由數(shù)字電位器AD5262、兩個電壓型運輸放大器0PA2727構(gòu)成,紫外可見分光光度計的光電檢測器輸出的電流信號經(jīng)過信號前端處理部分中運算放大器AD8627轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓信號再依次經(jīng)過信號放大部分中數(shù)字電位器AD5262增益控制、兩個電壓型運輸放大器0PA2727放大后輸出。
[0005]所述的一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，其特征在于:所述信號前端處理部分由運算放大器AD8627構(gòu)成，運算放大器AD8627的同相輸入端、反相輸入端之間接入紫外可見分光光度計的光電檢測器，其中同相輸入端還通過導(dǎo)線接地，運算放大器AD8627的正、負電源端分別通過電阻對應(yīng)接入+5V、-5V電壓，運算放大器AD8627的正、負電源端還分別通過相互并聯(lián)的電容接地，運算放大器AD8627的輸出端上連接有屏蔽傳輸電纜，且屏蔽傳輸電纜接入信號放大部分，運算放大器AD8627的反相輸入端、輸出端之間還連接有相互并聯(lián)的電容與電阻構(gòu)成的阻容結(jié)構(gòu)。
[0006]所述的一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，其特征在于:所述信號放大部分包括兩個電壓型運輸放大器0PA2727，以及數(shù)字電位器AD5262，數(shù)字電位器AD5262其中一個非滑動端接入所述運算放大器AD8627上的信號輸出線，數(shù)字電位器AD5262的滑動端與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端連接，數(shù)字電位器AD5262的滑動端還通過電容與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端連接，數(shù)字電位器AD5262另一個非滑動端與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端連接,第一個電壓型運輸放大器0PA2727的同相輸入端接地,第一個電壓型運輸放大器0PA2727的正、負電源端分別通過電阻對應(yīng)接入+5V、-5V電壓，第一個電壓型運輸放大器0PA2727的正、負電源端還分別通過相互并聯(lián)的電容接地，第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端通過電阻與第二個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端連接，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的同相輸入端接地，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端與輸出端之間還連接有相互并聯(lián)的電容與電阻構(gòu)成的阻容結(jié)構(gòu)，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端上依次連接有電阻、電容后接地，且第二個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端上電阻與電容之間有屏蔽傳輸電纜引出。
[0007]本發(fā)明采用數(shù)字電位器，可以有效抵消因環(huán)境溫度變化帶來的影響，電路簡單，控制精度高，減小測量誤差。
[0008]本發(fā)明具有檢測精度高，對微弱小信號的采集更加可靠的優(yōu)點。同時簡單、經(jīng)濟，集成度高，電路結(jié)構(gòu)簡單，控制效果好，能夠準確的提取有用信息。
[0009]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明信號前端處理部分電路圖。
[0011]圖2為本發(fā)明信號放大部分電路圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1、圖2所示。一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，包括信號前端處理部分及信號放大部分；信號前端處理部分由運算放大器AD8627構(gòu)成，信號放大部分由數(shù)字電位器AD5262、兩個電壓型運輸放大器0PA2727構(gòu)成,紫外可見分光光度計的光電檢測器輸出的電流信號經(jīng)過信號前端處理部分中運算放大器AD8627轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓信號再依次經(jīng)過信號放大部分中數(shù)字電位器AD5262增益控制、兩個電壓型運輸放大器0PA2727放大后輸出。
[0013]信號前端處理部分由運算放大器AD8627構(gòu)成，運算放大器AD8627的同相輸入端、反相輸入端之間接入紫外可見分光光度計的光電檢測器，其中同相輸入端還通過導(dǎo)線接地，運算放大器AD8627的正、負電源端分別通過電阻R1、R2對應(yīng)接入+5V、-5V電壓，運算放大器AD8627的正、負電源端還分別通過相互并聯(lián)的電容Cl、C2和電阻C3、C4接地，運算放大器AD8627的輸出端上連接有屏蔽傳輸電纜，且屏蔽傳輸電纜接入信號放大部分，運算放大器AD8627的反相輸入端、輸出端之間還連接有相互并聯(lián)的電容C5與電阻R3構(gòu)成的阻容結(jié)構(gòu)。
[0014]信號放大部分包括兩個電壓型運輸放大器0PA2727，以及數(shù)字電位器AD5262，數(shù)字電位器AD5262其中一個非滑動端接入運算放大器AD8627上的信號輸出線，數(shù)字電位器AD5262的滑動端與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端連接,數(shù)字電位器AD5262的滑動端還通過電容C6與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端連接，數(shù)字電位器AD5262另一個非滑動端與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端連接,第一個電壓型運輸放大器0PA2727的同相輸入端接地,第一個電壓型運輸放大器0PA2727的正、負電源端分別通過電阻R4、R5對應(yīng)接入+5V、-5V電壓，第一個電壓型運輸放大器0PA2727的正、負電源端還分別通過相互并聯(lián)的電容C7、CS和C9、ClO接地，第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端通過電阻R6與第二個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端連接，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的同相輸入端接地，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端與輸出端之間還連接有相互并聯(lián)的電容Cl I與電阻R7構(gòu)成的阻容結(jié)構(gòu)，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端上依次連接有電阻R8、電容C12后接地，且第二個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端上電阻R8與電容C12之間有屏蔽傳輸電纜引出。
[0015]本發(fā)明中，信號前端處理部分因其是電流到電壓的轉(zhuǎn)換電路，為了提高轉(zhuǎn)換精度，需選用低輸入電流噪聲密度和低輸入偏置電流的運算放大器，本發(fā)明中選用高性能低噪聲運算放大器AD8627，其輸入電流噪聲密度為0.4fA/ V Hz，典型輸入偏置電流為0.25pA，在現(xiàn)有條件下，此款放大器是最合適的選擇，配合高精度反饋電阻，能更好的將電流信號轉(zhuǎn)為電壓信號。在電路實現(xiàn)中，為了進一步抑制電源波動對輸出的影響，在電源輸入端加入阻容結(jié)構(gòu)進行濾波，確保輸出電壓的穩(wěn)定。
[0016]本發(fā)明中信號放大部分，在中心控制模塊中，經(jīng)信號線傳輸過來的信號是電壓信號，要進一步對其放大處理。本發(fā)明中選用高性能低噪聲電壓型運算放大器0PA2727，在IOOKHz條件下，其輸入電壓噪聲密度為6nV/ V Hz，典型輸入偏置電壓為15uV，非常適合做電壓放大。配合數(shù)字電位器AD5262，進行程控增益控制。
[0017]本發(fā)明中，由于所有電器和電子設(shè)備工作時都會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定程度的電磁干擾，當信號傳輸電纜暴露在機箱內(nèi)時，電磁輻射就會耦合到電路系統(tǒng)中，破壞傳輸信號的真實性，因此本發(fā)明中所有連接線均采用屏蔽傳輸電纜代替普通的信號傳輸線，有效、可靠的保證了信號在傳輸過程中不受影響。
【權(quán)利要求】
1.一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，其特征在于:包括信號前端處理部分及信號放大部分；所述信號前端處理部分由運算放大器AD8627構(gòu)成，信號放大部分由數(shù)字電位器AD5262、兩個電壓型運輸放大器0PA2727構(gòu)成,紫外可見分光光度計的光電檢測器輸出的電流信號經(jīng)過信號前端處理部分中運算放大器AD8627轉(zhuǎn)換成電壓信號，電壓信號再依次經(jīng)過信號放大部分中數(shù)字電位器AD5262增益控制、兩個電壓型運輸放大器0PA2727放大后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，其特征在于:所述信號前端處理部分由運算放大器AD8627構(gòu)成，運算放大器AD8627的同相輸入端、反相輸入端之間接入紫外可見分光光度計的光電檢測器，其中同相輸入端還通過導(dǎo)線接地，運算放大器AD8627的正、負電源端分別通過電阻對應(yīng)接入+5V、-5V電壓，運算放大器AD8627的正、負電源端還分別通過相互并聯(lián)的電容接地，運算放大器AD8627的輸出端上連接有屏蔽傳輸電纜，且屏蔽傳輸電纜接入信號放大部分，運算放大器AD8627的反相輸入端、輸出端之間還連接有相互并聯(lián)的電容與電阻構(gòu)成的阻容結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外可見分光光度計光電小信號采集放大電路，其特征在于:所述信號放大部分包括兩個電壓型運輸放大器0PA2727，以及數(shù)字電位器AD5262，數(shù)字電位器AD5262其中一個非滑動端接入所述運算放大器AD8627上的屏蔽傳輸電纜，數(shù)字電位器AD5262的滑動端與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端連接,數(shù)字電位器AD5262的滑動端還通過電容與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端連接，數(shù)字電位器AD5262另一個非滑動端與第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端連接,第一個電壓型運輸放大器0PA2727的同相輸入端接地,第一個電壓型運輸放大器0PA2727的正、負電源端分別通過電阻對應(yīng)接入+5V、-5V電壓，第一個電壓型運輸放大器0PA2727的正、負電源端還分別通過相互并聯(lián)的電容接地，第一個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端通過電阻與第二個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端連接，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的同相輸入端接地，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的反相輸入端與輸出端之間還連接有相互并聯(lián)的電容與電阻構(gòu)成的阻容結(jié)構(gòu)，第二個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端上依次連接有電阻、電容后接地，且第二個電壓型運輸放大器0PA2727的輸出端上電阻與電容之間有屏蔽傳輸電纜引出。
【文檔編號】G01J1/44GK103595354SQ201310549683
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】解曉明, 段俊偉, 高美麗, 周宇 申請人:安徽皖儀科技股份有限公司