本發(fā)明涉及光源，尤其是涉及標(biāo)準(zhǔn)光源。

背景技術(shù)：

標(biāo)準(zhǔn)光源是指模擬各種環(huán)境光線下的人造光源，讓生產(chǎn)工廠或?qū)嶒?yàn)室非現(xiàn)場(chǎng)也能獲得與這些特定環(huán)境下的光源基本一致的照明效果；目前，標(biāo)準(zhǔn)光源多采用led（發(fā)光二極管）作為標(biāo)準(zhǔn)光源。光電倍增管作為微弱光信號(hào)探測(cè)傳感器關(guān)鍵元器件，已經(jīng)被應(yīng)用到各種工業(yè)場(chǎng)合，例如全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的單光子計(jì)數(shù)模塊，但全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀是用于臨床檢驗(yàn)分析領(lǐng)域，因此對(duì)光電倍增管信號(hào)探測(cè)的準(zhǔn)確性要求更高。

中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn105246190a公開(kāi)了用于全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的標(biāo)準(zhǔn)光源，該標(biāo)準(zhǔn)光源中，采用光電二極管接收l(shuí)ed發(fā)出的光，存在的不足是：1、使用穩(wěn)壓電源電路或恒流源電路供電，電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；2、led和光電二極管在安裝時(shí)需要成一定安裝角度，加大了標(biāo)準(zhǔn)光源的設(shè)計(jì)難度；3、采用與led發(fā)光波長(zhǎng)相同帶寬的濾光片消除其它波段的光，但并不能消除光的波動(dòng)性，使得標(biāo)準(zhǔn)光源發(fā)光值不能覆蓋光電倍增管的線性區(qū)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種波動(dòng)性小、發(fā)光值覆蓋區(qū)間寬的光標(biāo)準(zhǔn)光源。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的標(biāo)準(zhǔn)光源，包括與單片機(jī)通信連接的控制計(jì)算機(jī)，所述單片機(jī)第一控制輸出端與數(shù)字電位器控制輸入端連接，所述數(shù)字電位器參考電壓輸出端與差動(dòng)運(yùn)算放大器u1的同相端連接，所述差動(dòng)運(yùn)算放大器u1輸出端與led發(fā)光二極管正極連接；位于所述led發(fā)光二極管的發(fā)光側(cè)間隔設(shè)置有中性密度濾光片和光電倍增管，位于led發(fā)光二極管的同一側(cè)設(shè)置有光電二極管，所述光電二極管的光電流輸出端與運(yùn)算放大器u2的反相端連接，所述運(yùn)算放大器u2同相端接地，運(yùn)算放大器u2輸出端與差動(dòng)運(yùn)算放大器u1的反相端連接，在運(yùn)算放大器u2的反相端與輸出端連接有多通道模擬開(kāi)關(guān)支路，所述多通道模擬開(kāi)關(guān)的每個(gè)通道輸出端分別通過(guò)電阻與運(yùn)算放大器u2的輸出端連接，多通道模擬開(kāi)關(guān)的控制輸入端與單片機(jī)的第二控制輸出端連接。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：

1、滿(mǎn)足了對(duì)不同功率led的限制，對(duì)于過(guò)大功率的led可以選擇多個(gè)中性密度濾光片疊加使用。

2、通過(guò)中性密度濾光片對(duì)光強(qiáng)衰減，消除了光的波動(dòng)性。所述波動(dòng)性是指：由于led本身制造因素和電路不穩(wěn)定所造成的led發(fā)光不穩(wěn)定，表現(xiàn)為發(fā)光強(qiáng)度在一個(gè)數(shù)值處上下波動(dòng)。采用od值為2.0的中性密度濾光片既能將整體光強(qiáng)度降低99%，同時(shí)也能夠?qū)⒉▌?dòng)比降低99%。不同od值的中性密度濾光片根據(jù)光強(qiáng)度的實(shí)際情況選取。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)中性密度濾光片對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行衰減，對(duì)消除光的特異性和波動(dòng)性有良好作用。

4、不采用恒流源、穩(wěn)壓源，節(jié)約了電路成本，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。

5、標(biāo)準(zhǔn)光源發(fā)光值覆蓋光電倍增管的測(cè)光線性區(qū)域?qū)?，?shí)現(xiàn)更加全面檢驗(yàn)光電倍增管線性度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電路原理結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明所述的標(biāo)準(zhǔn)光源，包括與單片機(jī)通信連接的控制計(jì)算機(jī)，所述單片機(jī)第一控制輸出端與數(shù)字電位器控制輸入端連接，所述數(shù)字電位器參考電壓輸出端與差動(dòng)運(yùn)算放大器u1的同相端連接，所述差動(dòng)運(yùn)算放大器u1輸出端與led發(fā)光二極管正極連接；位于所述led發(fā)光二極管的發(fā)光側(cè)間隔設(shè)置有中性密度濾光片和光電倍增管，位于led發(fā)光二極管的同一側(cè)設(shè)置有光電二極管，所述光電二極管的光電流輸出端與運(yùn)算放大器u2的反相端連接，所述運(yùn)算放大器u2同相端接地，運(yùn)算放大器u2輸出端與差動(dòng)運(yùn)算放大器u1的反相端連接，在運(yùn)算放大器u2的反相端與輸出端連接有多通道模擬開(kāi)關(guān)支路，所述多通道模擬開(kāi)關(guān)的每個(gè)通道輸出端分別通過(guò)電阻與運(yùn)算放大器u2的輸出端連接，多通道模擬開(kāi)關(guān)的控制輸入端與單片機(jī)的第二控制輸出端連接。

本發(fā)明工作原理簡(jiǎn)述如下：

控制計(jì)算機(jī)通過(guò)總線的方式與單片機(jī)通訊，單片機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器為差動(dòng)運(yùn)算放大器u1提供參考電壓，差動(dòng)運(yùn)算放大器u1將所述參考電壓放大后為led發(fā)光二極管供電，光電二極管通過(guò)接收l(shuí)ed發(fā)光二極管的反射光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)多通道模擬開(kāi)關(guān)選擇不同的電阻將電流轉(zhuǎn)換成不同的電壓，為差動(dòng)運(yùn)算放大器u1提供差分信號(hào)，差動(dòng)運(yùn)算放大器u1將兩個(gè)差分信號(hào)放大后給led發(fā)光二極管供電，使led發(fā)光二極管發(fā)光穩(wěn)定。多通道模擬開(kāi)關(guān)切換不同的電阻即可實(shí)現(xiàn)發(fā)光值的大范圍切換，通過(guò)數(shù)字電位器對(duì)發(fā)光值進(jìn)行微調(diào)。led發(fā)光二極管和光電二級(jí)管水平安裝，不需要成一定的安裝角度，這是因?yàn)閘ed發(fā)光二極管、中性密度濾光片、光電二極管三者處于一個(gè)空間內(nèi)，通過(guò)光的不斷反射就能實(shí)現(xiàn)反饋控制。

通過(guò)選擇不同密度的中性密度濾光即片可滿(mǎn)足不同類(lèi)型光電倍增管的檢測(cè)范圍，以及滿(mǎn)足led發(fā)光二極管距離光電倍增管的距離遠(yuǎn)近而影響光強(qiáng)度。

不同0d值的中性密度濾光片選型原則：

選型需要考慮的注意點(diǎn)有:led發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度，光電倍增管的檢測(cè)量程，光源和光電倍增管的距離大小。根據(jù)led發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度和光電倍增管的量程確定基本的光強(qiáng)度衰減比；再根據(jù)led發(fā)光二極管和光電倍增管的距離，根據(jù)光在空氣中的衰減公式估算出在該距離下的光強(qiáng)度衰減比，根據(jù)兩個(gè)衰減比選擇合適0d值的中性密度濾光片。

差動(dòng)運(yùn)算放大器u1和運(yùn)算放大器u2組成的電路原理為：

運(yùn)算放大器u2是由反相放大器組成的電流轉(zhuǎn)電壓電路，同相端接地，反相端通過(guò)光電二極管接地，反饋電路由多通道模擬開(kāi)關(guān)和多個(gè)電阻r1、r2、rn組成，多通道模擬開(kāi)關(guān)的每一路連接一個(gè)電阻組成一個(gè)反饋回路。運(yùn)算放大器u2輸出為差動(dòng)運(yùn)算放大器u1的反相端提供反相電壓

差動(dòng)運(yùn)算放大器u1同相端通過(guò)數(shù)字電位器提供參考電壓，反相端通過(guò)電阻ri與運(yùn)算放大器u2輸出端相連，輸出端負(fù)載為led發(fā)光二極管。

控制計(jì)算機(jī)通過(guò)總線方式給單片機(jī)發(fā)送相關(guān)發(fā)光參數(shù)，單片機(jī)通過(guò)控制數(shù)字電位器和多通道模擬開(kāi)關(guān)的選擇，首先是一個(gè)暫態(tài)的過(guò)程，光電二極管接收光恒定，產(chǎn)生恒定的電流，通過(guò)運(yùn)算放大器u2轉(zhuǎn)成電壓為差動(dòng)運(yùn)算放大器u1的反相端提供恒定反相電壓，差動(dòng)運(yùn)算放大器u1同相端由數(shù)字電位器提供同相電壓，經(jīng)過(guò)差動(dòng)運(yùn)算放大器u1為led發(fā)光二極管提供驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管led發(fā)光，此時(shí)光電二極管接收的光值發(fā)生變化，產(chǎn)生電流也發(fā)生變化，運(yùn)算放大器u2的輸出電壓也發(fā)生變化，差動(dòng)運(yùn)算放大器u1反相電壓改變，差動(dòng)運(yùn)算放大器u1的輸出改變，使得led發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電壓改變使發(fā)光量變化，一直到光電二極管產(chǎn)生的電流到達(dá)穩(wěn)定，led發(fā)光二極管發(fā)光穩(wěn)定；光電二極管具有調(diào)節(jié)作用。

多通道模擬開(kāi)關(guān)能使運(yùn)算放大器u2的輸出電壓大范圍改變，通過(guò)差動(dòng)運(yùn)算放大器u1改變led發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓，使led發(fā)光二極管的發(fā)光量能夠分段控制，通過(guò)數(shù)字電位器的微動(dòng)調(diào)節(jié)，使led發(fā)光二極管的發(fā)光量在每一段都能夠小范圍的調(diào)節(jié)，增加led發(fā)光二極管發(fā)光量的控制精度。