一種多級對稱放大式數(shù)字化光電檢測系統(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系統(tǒng)，具體是指一種多級對稱放大式數(shù)字化光電檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動在線檢測系統(tǒng)中，分為光學(xué)檢測系統(tǒng)和電化學(xué)檢測系統(tǒng)兩大類。與電化學(xué)檢測相比，光電檢測的方法為非接觸檢測，不需與腐蝕性的檢測液接觸，方便了儀器的維護(hù)工作，延長了檢測器的使用壽命。因此，光電檢測被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。
[0003]光電檢測主要是把光的信號強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電信號強(qiáng)度，通過光電壓值的變化來計算被檢測物體的各種參數(shù)。然而傳統(tǒng)的光電檢測系統(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)，它們和有用信號同時存在，互相混淆，限制了檢測系統(tǒng)的分辨。因此如何減弱或消除噪聲的干擾，提高信號檢測精度，得到最小的非線性失真信號則是目前的當(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)的光電檢測系統(tǒng)容易產(chǎn)生干擾噪聲的缺陷，提供一種多級對稱放大式數(shù)字化光電檢測系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種多級對稱放大式數(shù)字化光電檢測系統(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多級對稱放大模塊組成。
[0006]進(jìn)一步的，所述多級對稱放大模塊由放大器P1，放大器P2，正極經(jīng)電阻RlO后與放大器Pl的正極相連接、負(fù)極則順次經(jīng)電容C9和電阻R13后與放大器Pl的輸出端相連接的極性電容C7，與極性電容C7相并聯(lián)的二極管D3，串接在極性電容C7的正極和放大器Pl的正極之間的電阻R11，正極與放大器Pl的正極相連接、負(fù)極則形成該多級對稱放大模塊的一個輸入極的極性電容C6，串接在放大器Pl的負(fù)極和輸出端之間的二極管D4，正極經(jīng)電阻R12后與放大器Pl的負(fù)極相連接、負(fù)極則與放大器P2的正極相連接的極性電容C8，正極與放大器PI的輸出端相連接、負(fù)極則形成該多級對稱放大模塊的一個輸出極的極性電容C10,正極經(jīng)電阻R14后與放大器P2的正極相連接、負(fù)極則順次經(jīng)電容C14和電阻R17后與放大器P2的輸出端相連接的極性電容C12，與極性電容C12相并聯(lián)的二極管D5，串接在極性電容C12的正極和放大器P2的正極之間的電阻R15，正極與放大器P2的正極相連接、負(fù)極則形成該多級對稱放大模塊的另一個輸入極的極性電容C11，串接在放大器P2的負(fù)極和輸出端之間的二極管D6，正極經(jīng)電阻R16后與放大器P2的負(fù)極相連接、負(fù)極接地的極性電容C13，以及正極與放大器P2的輸出端相連接、負(fù)極則形成該多級對稱放大模塊的另一個輸出極的極性電容C15組成；所述放大器Pl的正極還接12V電壓。
[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的連接點相連接。
[0010]所述的放大電路由放大器P，三極管VT1，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VTl的發(fā)射極之間的電阻R6，串接在三極管VTl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VTl的集電極相連接的極性電容C3組成；所述三極管VTl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LM331集成芯片，而穩(wěn)壓芯片U2則優(yōu)先選用W317集成芯片來實現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0014](I)本發(fā)明檢測信號采用數(shù)字化傳輸和處理，因此可以在很大程度上降低信號在處理或傳輸過程中所產(chǎn)生干擾噪聲，避免有用信號與干擾噪聲互相混淆，從而有效的提高了本發(fā)明的檢測精度。
[0015](2)本發(fā)明信號傳輸線性度高，避免信號傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)中斷而影響其檢測精度。
[0016](3)本發(fā)明可以對接收到的光電信號進(jìn)行放大處理，從而提高了光電信號的轉(zhuǎn)換效率。
[0017](4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，適用性更強(qiáng)。
【附圖說明】
[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)明的多級對稱放大模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0022]實施例
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的多級對稱放大式數(shù)字化光電檢測系統(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之間的多級對稱放大模塊6組成。
[0024]其中，光源I用于不間斷的給檢測目標(biāo)發(fā)射光束，其可以采用發(fā)光二極管或激光二極管來實現(xiàn)。而接收模塊3則用于接收被檢測目標(biāo)所反射回來的光束，并對光束進(jìn)行分析，確認(rèn)反射回來的光束是否為光源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實現(xiàn)。在本實施例中，光源I和接收模塊3是不共地的，即二者之間無電的聯(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用于對目標(biāo)所反射回來的光束進(jìn)行濾光，使其變?yōu)閱紊?，這樣則使接收模塊3能夠更好的接收反射回來的光束，其可以優(yōu)先采用帶通型濾光片來實現(xiàn)。多級對稱放大模塊6用于對光電信號做放大處理，數(shù)字感光模塊4則用于將光電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電信號，并傳輸給CPU進(jìn)行運(yùn)算。在具體實施時，該接收模塊3和CPU5均采用現(xiàn)有技術(shù)即可實現(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可以把光電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，其優(yōu)先采用LM331集成芯片來實現(xiàn)，該型號集成芯片內(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、外圍電路簡單等特點。
[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)信號輸入進(jìn)來后，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，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工作電壓進(jìn)行分壓，從而保護(hù)轉(zhuǎn)換芯片U不被過電壓損壞，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的連接點相連接。
[0032]為了得到更加穩(wěn)定的數(shù)字電信號，從轉(zhuǎn)換芯片U輸出的數(shù)字電信號需經(jīng)放大電路和整流濾波穩(wěn)壓電路進(jìn)行處理。因此，該放大電路需與轉(zhuǎn)換芯片U的輸出端相連接，其具體結(jié)構(gòu)包括有放大器P，三極管VT1，極性電容C3，電阻R6，電阻R7以及電容C4。
[0033]連接時，該電容C4串接在放大器P的正極和輸出端之間，電阻R6則串接在放大器P的正極和三極管VTl的發(fā)射極之間，電阻R7串接在三極管VT