一種低通濾波放大式數(shù)字化光電檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電檢測(cè)系統(tǒng)，具體是指一種低通濾波放大式數(shù)字化光電檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)在線檢測(cè)系統(tǒng)中，分為光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)兩大類。與電化學(xué)檢測(cè)相比，光電檢測(cè)的方法為非接觸檢測(cè)，不需與腐蝕性的檢測(cè)液接觸，方便了儀器的維護(hù)工作，延長(zhǎng)了檢測(cè)器的使用壽命。因此，光電檢測(cè)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。
[0003]光電檢測(cè)主要是把光的信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)光電壓值的變化來(lái)計(jì)算被檢測(cè)物體的各種參數(shù)。然而傳統(tǒng)的光電檢測(cè)系統(tǒng)容易產(chǎn)生噪聲干擾，這些噪聲是隨機(jī)起伏的，覆蓋在很寬的頻譜范圍內(nèi)，它們和有用信號(hào)同時(shí)存在，互相混淆，限制了檢測(cè)系統(tǒng)的分辨。因此如何減弱或消除噪聲的干擾，提高信號(hào)檢測(cè)精度，得到最小的非線性失真信號(hào)則是目前的當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)的光電檢測(cè)系統(tǒng)容易產(chǎn)生干擾噪聲的缺陷，提供一種低通濾波放大式數(shù)字化光電檢測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種低通濾波放大式數(shù)字化光電檢測(cè)系統(tǒng)，由光源，數(shù)字感光模塊，與光源相連接的濾光片，與濾光片相連接的接收模塊，與數(shù)字感光模塊相連接的CPU，以及設(shè)置在數(shù)字感光模塊與接收模塊之間的低通濾波放大模塊組成。
[0006]進(jìn)一步的，所述低通濾波放大模塊由放大器Pl，三極管VTl，三極管VT2，N極經(jīng)電阻Rll后與放大器Pl的正極相連接、P極則經(jīng)電阻RlO后與放大器Pl的負(fù)極相連接的二極管D3，N極與放大器Pl的負(fù)極相連接、P極則與三極管VTl的集電極相連接的二極管D4，正極經(jīng)電容C6后接地、負(fù)極則經(jīng)電容C9后與三極管VT2的發(fā)射極相連接的電容C7，與電容C6相并聯(lián)的電阻R12，串接在放大器Pl的正極和輸出端之間的電阻R13，N極與放大器Pl的輸出端相連接、P極則與三極管VT2的集電極相連接的二極管D5，正極與放大器Pl的負(fù)極相連接、負(fù)極接地的電容CS，以及一端與三極管VTl的基極相連接、另一端則經(jīng)電位器R15后與三極管VT2的基極相連接的電阻R14組成；所述二極管D3的N極和其P極一起形成該低通濾波放大模塊的輸入端；所述三極管VTl的發(fā)射極接地，其基極則與電容C7的負(fù)極相連接；所述放大器Pl的正極與電容C7的正極相連接，其負(fù)極則與電容C7的負(fù)極相連接，其輸出端則與三極管VT2的集電極一起形成該低通濾波放大模塊的輸出端；所述三極管VT2的基極還與電位器R15的控制端相連接。
[0007]所述數(shù)字感光模塊由轉(zhuǎn)換芯片U，串接在轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳和R/C管腳之間的電阻R5，串接在轉(zhuǎn)換芯片U的F.0管腳和C.0管腳之間的極性電容C2，與轉(zhuǎn)換芯片U相連接的電位器R3、微分電路、分壓電路以及放大電路，以及與放大電路相連接的整流濾波穩(wěn)壓電路組成。
[0008]所述微分電路包括電容Cl和電阻Rl ;該電容Cl的負(fù)極經(jīng)電阻Rl后與轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳相連接；所述電位器R3的一端與電容Cl的正極一起形成該數(shù)字感光模塊的輸入端、其另一端則與轉(zhuǎn)換芯片U的C.R管腳相連接；所述轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳接12V電壓，其THRE管腳則與電容Cl的負(fù)極相連接，其C.R管腳還與電位器R3的控制端相連接。
[0009]所述的分壓電路包括電阻R2和電阻R4 ;該電阻R2的一端接地、其另一端則經(jīng)電阻R4后與轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳相連接；所述轉(zhuǎn)換芯片U的COMP管腳則與電阻R2和電阻R4的連接點(diǎn)相連接。
[0010]所述的放大電路由放大器P，三極管VT，串接在放大器P的正極和輸出端之間的電容C4，串接在放大器P的正極和三極管VT的發(fā)射極之間的電阻R6，串接在三極管VT的發(fā)射極和放大器P的輸出端之間的電阻R7，以及正極與轉(zhuǎn)換芯片U的R/C管腳相連接、負(fù)極則與三極管VT的集電極相連接的極性電容C3組成；所述三極管VT的基極與轉(zhuǎn)換芯片U的C.0管腳相連接、其集電極則與整流濾波穩(wěn)壓電路相連接；所述放大器P的負(fù)極與轉(zhuǎn)換芯片U的GND管腳相連接的同時(shí)接地、其輸出端則與整流濾波穩(wěn)壓電路相連接。
[0011]所述整流濾波穩(wěn)壓電路由二極管整流器U1，穩(wěn)壓芯片U2，一端與穩(wěn)壓芯片U2的GND管腳相連接、另一端接地的電位器R8，負(fù)極與二極管整流器Ul的正極輸出端相連接、正極則順次經(jīng)二極管Dl和二極管D2后與電位器R8的控制端相連接的電容C5，以及一端與穩(wěn)壓芯片U2的OUT管腳相連接、另一端則與二極管整流器Ul的正極輸出端相連接的電阻R9組成；所述二極管整流器Ul的兩個(gè)輸入極分別與極性電容C3的負(fù)極和放大器P的輸出端相連接，其負(fù)極輸出端則與穩(wěn)壓芯片U2的IN管腳相連接；穩(wěn)壓芯片U2的OUT管腳與二極管Dl和二極管D2的連接點(diǎn)相連接；該二極管整流器Ul的正極輸出端和穩(wěn)壓芯片U2的OUT管腳一起則形成該數(shù)字感光模塊的輸出端。
[0012]所述的轉(zhuǎn)換芯片U優(yōu)選為L(zhǎng)M331集成芯片，而穩(wěn)壓芯片U2則優(yōu)先選用W317集成芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0014](I)本發(fā)明檢測(cè)信號(hào)采用數(shù)字化傳輸和處理，因此可以在很大程度上降低信號(hào)在處理或傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生干擾噪聲，避免有用信號(hào)與干擾噪聲互相混淆，從而有效的提高了本發(fā)明的檢測(cè)精度。
[0015](2)本發(fā)明信號(hào)傳輸線性度高，避免信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中出現(xiàn)中斷而影響其檢測(cè)精度。
[0016](3)本發(fā)明可以對(duì)接收到的光電信號(hào)進(jìn)行放大處理，從而提高了光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換效率。
[0017](4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，適用性更強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的數(shù)字感光模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的低通濾波放大模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0022]實(shí)施例
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的低通濾波放大式數(shù)字化光電檢測(cè)系統(tǒng)，由光源1，數(shù)字感光模塊4，與光源I相連接的濾光片2，與濾光片2相連接的接收模塊3，與數(shù)字感光模塊4相連接的CPU5，以及設(shè)置在數(shù)字感光模塊4與接收模塊3之間的低通濾波放大模塊6組成。
[0024]其中，光源I用于不間斷的給檢測(cè)目標(biāo)發(fā)射光束，其可以采用發(fā)光二極管或激光二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。而接收模塊3則用于接收被檢測(cè)目標(biāo)所反射回來(lái)的光束，并對(duì)光束進(jìn)行分析，確認(rèn)反射回來(lái)的光束是否為光源I所發(fā)出的光束，其可以采用光電二極管或光電三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，光源I和接收模塊3是不共地的，即二者之間無(wú)電的聯(lián)系，這樣則可以提高本發(fā)明的抗干擾性能。
[0025]另外，該濾光片2用于對(duì)目標(biāo)所反射回來(lái)的光束進(jìn)行濾光，使其變?yōu)閱紊猓@樣則使接收模塊3能夠更好的接收反射回來(lái)的光束，其可以優(yōu)先采用帶通型濾光片來(lái)實(shí)現(xiàn)。低通濾波放大模塊6用于對(duì)光電信號(hào)做放大處理，數(shù)字感光模塊4則用于將光電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字電信號(hào)，并傳輸給CPU進(jìn)行運(yùn)算。在具體實(shí)施時(shí)，該接收模塊3和CPU5均采用現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。
[0026]所述數(shù)字感光模塊4的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其由轉(zhuǎn)換芯片U，電阻R5，極性電容C2，電位器R3，微分電路，分壓電路，放大電路以及整流濾波穩(wěn)壓電路組成。
[0027]該轉(zhuǎn)換芯片U可以把光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，其優(yōu)先采用LM331集成芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，該型號(hào)集成芯片內(nèi)置溫度補(bǔ)償能隙基準(zhǔn)電源，具有很高的轉(zhuǎn)換精度和溫度穩(wěn)定性，且頻率適應(yīng)范圍寬、線性度好、外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
[0028]其中，電阻R5串接在轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳和R/C管腳之間，極性電容C2則串接在轉(zhuǎn)換芯片U的F.0管腳和C.0管腳之間。
[0029]當(dāng)信號(hào)輸入進(jìn)來(lái)后，該微分電路產(chǎn)生一負(fù)尖脈沖疊加到轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳上，從而觸發(fā)轉(zhuǎn)換芯片U工作。該微分電路包括電容Cl和電阻R1。電容Cl的負(fù)極經(jīng)電阻Rl后與轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳相連接；同時(shí)，電位器R3的一端與電容Cl的正極一起形成該數(shù)字感光模塊4的輸入端、其另一端則與轉(zhuǎn)換芯片U的C.R管腳相連接。
[0030]所述的分壓電路可以對(duì)工作電壓進(jìn)行分壓，從而保護(hù)轉(zhuǎn)換芯片U不被過(guò)電壓損壞，其包括電阻R2和電阻R4 ;該電阻R2的一端接地、其另一端則經(jīng)電阻R4后與轉(zhuǎn)換芯片U的VS管腳相連接。
[0031]為了使轉(zhuǎn)換芯片U更好的工作，其VS管腳接12V電壓，THRE管腳則與電容Cl的負(fù)極相連接，其C.R管腳還與電位器R3的控制端相連接，COMP管腳則與電阻R2和電阻R4的連接點(diǎn)相連接。
[0032]為了得到更加穩(wěn)定的數(shù)字電信號(hào)，從轉(zhuǎn)換芯片U輸出的數(shù)字