水体叶绿素a光学传感器信号调理电路设计与测试

• 作者: 傅泽田 张领先 李振波 李鑫星 王聪 陈英义
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水体叶绿素a 光学传感器 信号调理电路
• 年，卷（期）: 2015,（9）
• 所属期刊栏目: 农业自动化与环境控制
• 页码范围: 314-318
• 分类号: S2
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.09.046

摘要

为了将水体叶绿素a光学传感器光通路微弱的荧光信号转换为能够满足模数转换器件输入要求的稳定电信号,在前期光通路部分设计的基础上,设计了水体叶绿素a光学智能传感器的信号调理电路部分.该电路包括激发光源驱动模块、光电I/V转换与放大模块、滤波模块、检波模块4部分:对于激发光源驱动模块,采用偏置匹配度高、偏置偏移极小、压差更低的集成驱动芯片,同时驱动多组LED,比传统的限流电阻方案更加稳定、高效,驱动电流也更加一致;设计的光电I/V转换与放大模块,经过I/V转换电路和同相比例放大电路进行了两级放大,相比传统滤波放大电路具有放大交流、抑制直流的特点;在滤波模块,采用单片集成有源滤波器,无需外接电容,与传统的高阶低通滤波器相比,不仅受杂散电容的影响小,而且可以有效减小电路体积;在检波模块,使用了一款具有增量累计转换方式的集成转换器芯片,较之传统的峰值检波电路具有更宽的输出幅度、轨对轨输出、更快的转换速度和更高的转换精度(高达99.75％),而且具有输出直流稳定、温度漂移更小等特点.