一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其具有較高精度的驅(qū)動(dòng)電壓，較強(qiáng)的可調(diào)性，可滿足紅外氣體分析儀對(duì)光源的要求，具有較好的使用價(jià)值；其包括串口通信電路，所述串口通信電路與微處理控制電路雙向通信連接，所述微處理控制電路輸出端對(duì)應(yīng)連接光源驅(qū)動(dòng)電路、光源調(diào)制電路。
【專利說(shuō)明】—種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及信號(hào)驅(qū)動(dòng)及調(diào)制的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種光源的驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路，具體為一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，環(huán)境污染問(wèn)題尤其是有害氣體對(duì)人類的危害越來(lái)越成為全民的焦點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都在加大對(duì)氣體監(jiān)測(cè)分析設(shè)備的研發(fā)投入，因紅外光譜吸收法具有反應(yīng)快、靈敏度高、不易疲勞可連續(xù)分析、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于氣體分析儀器中；在紅外光譜儀器測(cè)量中，使用的光源一般為基于MEMS技術(shù)的電調(diào)制紅外光源,發(fā)光波長(zhǎng)范圍為可見(jiàn)光到20 μ m,測(cè)量誤差是nm級(jí)的，因此光源的微小變化都可能影響到測(cè)試的精度，在紅外氣體分析儀中，紅外光源被氣體吸收前發(fā)出的光強(qiáng)是由紅外光源決定的，從紅外光源發(fā)出的紅外線光強(qiáng)對(duì)氣體分析具有舉足輕重的作用，它的變化極大的影響了氣體分析的最終結(jié)果，因此對(duì)紅外氣體分析儀中的光源主要有四個(gè)方面的要求:(1)輸出的光強(qiáng)為脈沖信號(hào)；(2)脈沖波幅值為定值；(3)脈沖頻率可調(diào)；(4)脈沖波的占空比可調(diào)；而為保證連續(xù)測(cè)量的需要，在所需時(shí)間內(nèi)，光源的輻射功率應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，經(jīng)由變壓器轉(zhuǎn)換出的直流電壓直接作為紅外光源的驅(qū)動(dòng)電壓，難于滿足精度要求，必須經(jīng)過(guò)精密穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后才輸出使紅外光源穩(wěn)定發(fā)光的電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有光源驅(qū)動(dòng)和調(diào)制方法的不足，本實(shí)用新型提供了一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其具有較高精度的驅(qū)動(dòng)電壓，較強(qiáng)的可調(diào)性，可滿足紅外氣體分析儀對(duì)光源的要求，具有較好的使用價(jià)值。
[0004]其技術(shù)方案是這樣的:其特征在于:其包括串口通信電路，所述串口通信電路與微處理控制電路雙向通信連接，所述微處理控制電路輸出端對(duì)應(yīng)連接光源驅(qū)動(dòng)電路、光源調(diào)制電路。
[0005]所述微處理控制電路包括控制器Ul、晶振Yl、電阻R1、電容Cl、C2、C3、復(fù)位開關(guān)SW1，所述控制器采用微處理器STM32F100C8，所述控制器Ul的1、9、24、36、48腳相連后接電源VDD，所述控制器Ul的8、23、35、47腳相連后接地，所述電容Cl的一端連接所述晶振Yl的一端、控制器Ul的5腳，所述電容C2的一端連接所述晶振Yl的另一端、控制器Ul的6腳，所述電容C1、C2的另一端相連并接地，所述控制器Ul的7腳與所述電阻R1、復(fù)位開關(guān)Sffl的一端、電源VDD均相連，所述電阻Rl的另一端連接所述電容C3的一端，所述電容C3、復(fù)位開關(guān)SWl的另一端相連并接地；
[0006]所述串口通信電路包括轉(zhuǎn)換器U2、串口 J1、電容C4?C8，所述轉(zhuǎn)換器U2采用轉(zhuǎn)換芯片MAX3232，所述轉(zhuǎn)換器U2的1、3腳之間連接所述電容C4，所述轉(zhuǎn)換器U2的4、5腳之間連接所述電容C6，所述轉(zhuǎn)換器U2的6腳接所述電容C5后接地，所述轉(zhuǎn)換器U2的2腳接所述電容C8后接電源VDD，所述轉(zhuǎn)換器U2的16腳連接所述電容C7的一端、電容VDD，所述電容C7的另一端接地，所述轉(zhuǎn)換器U2的13腳連接所述串口 Jl的3腳，所述轉(zhuǎn)換器U2的14腳連接所述串口 Jl的2腳，所述串口 Jl的5、10、11腳相連后接地，所述轉(zhuǎn)換器U2的11腳連接所述控制器Ul的30腳，所述轉(zhuǎn)換器U2的12腳連接所述控制器Ul的31腳；
[0007]所述光源調(diào)制電路包括電阻R4、場(chǎng)效應(yīng)管D1、光源GS1，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl采用N溝道MOSFET管FDG410NZ，所述光源GSl采用紅外光源IR715EN，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl的4腳接地，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl的1、2、5、6腳相連后接至所述光源GSl的一端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl的3腳連接所述電阻R4的一端、控制器Ul的28腳，所述電阻R4的另一端接地；
[0008]所述光源驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R2、R3、R5、R6、R7、R8、電容C9?Cl 1、轉(zhuǎn)換器U3、穩(wěn)壓器U4，所述轉(zhuǎn)換器U3采用DAC芯片AD5320，所述穩(wěn)壓器U4采用穩(wěn)壓芯片ADP3331，所述轉(zhuǎn)換器U3的6腳連接所述電阻R2后接電源VDD，并與所述控制器Ul的27腳相連，所述轉(zhuǎn)換器U3的5腳連接所述控制器Ul的15腳，所述轉(zhuǎn)換器U3的4腳連接所述控制器Ul的17腳，所述電容C9接于所述轉(zhuǎn)換器U3的2、3腳之間，所述電容C9的一端接地，所述電容C9的另一端接電源VDD，所述轉(zhuǎn)換器U3的I腳接所述電阻R3的一端，所述穩(wěn)壓器U4的6腳連接所述電阻R7的一端、控制器Ul的26腳，所述電阻R7的另一端與所述電阻R8、電容Cll的一端、穩(wěn)壓器U4的4腳均相連后接地，所述電容Cll的另一端連接所述穩(wěn)壓器U4的2腳、電源VDD，所述穩(wěn)壓器U4的I腳連接所述電容C10、電阻R5、R6的一端，所述電阻R5的另一端連接于所述光源GSl的另一端，所述穩(wěn)壓器U4的5腳與所述電容C10、電阻R3、R6、R8的另一端均相連。
[0009]本實(shí)用新型采用的一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其有益效果是，其結(jié)合了紅外光源要求驅(qū)動(dòng)電壓精度高、可調(diào)性強(qiáng)等特點(diǎn)，使其具有較高精度的輸出電壓，較穩(wěn)定可靠的光源驅(qū)動(dòng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)光源驅(qū)動(dòng)和調(diào)制方法的不足，大大滿足了紅外氣體分析儀對(duì)光源的要求，為紅外氣體分析儀的測(cè)試精確性做了充分保障。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的組成框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括串口通信電路1，串口通信電路I與微處理控制電路2雙向通信連接，微處理控制電路2輸出端對(duì)應(yīng)連接光源驅(qū)動(dòng)電路3、光源調(diào)制電路4 ;微處理控制電路2包括控制器U1、晶振Y1、電阻R1、電容Cl、C2、C3、復(fù)位開關(guān)SWl，控制器采用微處理器STM32F100C8，控制器Ul的1、9、24、36、48腳相連后接電源VDD，控制器Ul的8、23、35、47腳相連后接地，電容Cl的一端連接晶振Yl的一端、控制器Ul的5腳，電容C2的一端連接晶振Yl的另一端、控制器Ul的6腳，電容C1、C2的另一端相連并接地，控制器Ul的7腳與電阻R1、復(fù)位開關(guān)SWl的一端、電源VDD均相連，電阻Rl的另一端連接電容C3的一端，電容C3、復(fù)位開關(guān)SWl的另一端相連并接地；串口通信電路I包括轉(zhuǎn)換器U2、串口 J1、電容C4?C8，轉(zhuǎn)換器U2采用轉(zhuǎn)換芯片MAX3232，轉(zhuǎn)換器U2的1、3腳之間連接電容C4，轉(zhuǎn)換器U2的4、5腳之間連接電容C6，轉(zhuǎn)換器U2的6腳接電容C5后接地，轉(zhuǎn)換器U2的2腳接電容C8后接電源VDD，轉(zhuǎn)換器U2的16腳連接電容C7的一端、電容VDD，電容C7的另一端接地，轉(zhuǎn)換器U2的13腳連接串口 Jl的3腳，轉(zhuǎn)換器U2的14腳連接串口 Jl的2腳，串口 Jl的5、10、11腳相連后接地，轉(zhuǎn)換器U2的11腳連接控制器Ul的30腳，轉(zhuǎn)換器U2的12腳連接控制器Ul的31腳；光源調(diào)制電路4包括電阻R4、場(chǎng)效應(yīng)管D1、光源GS1，場(chǎng)效應(yīng)管Dl采用N溝道MOSFET管FDG410NZ，光源GSl采用紅外光源IR715EN，場(chǎng)效應(yīng)管Dl的4腳接地，場(chǎng)效應(yīng)管Dl的1、2、5、6腳相連后接至光源GSl的一端，場(chǎng)效應(yīng)管Dl的3腳連接電阻R4的一端、控制器Ul的28腳，電阻R4的另一端接地；光源驅(qū)動(dòng)電路3包括電阻R2、R3、R5、R6、R7、1?8、電容09飛11、轉(zhuǎn)換器U3、穩(wěn)壓器U4，轉(zhuǎn)換器U3采用DAC芯片AD5320，穩(wěn)壓器U4采用穩(wěn)壓芯片ADP3331，轉(zhuǎn)換器U3的6腳連接電阻R2后接電源VDD，并與控制器Ul的27腳相連，轉(zhuǎn)換器U3的5腳連接控制器Ul的15腳，轉(zhuǎn)換器U3的4腳連接控制器Ul的17腳，電容C9接于轉(zhuǎn)換器U3的2、3腳之間，電容C9的一端接地，電容C9的另一端接電源VDD，轉(zhuǎn)換器U3的I腳接電阻R3的一端，穩(wěn)壓器U4的6腳連接電阻R7的一端、控制器Ul的26腳，電阻R7的另一端與電阻R8、電容Cll的一端、穩(wěn)壓器U4的4腳均相連后接地，電容Cll的另一端連接穩(wěn)壓器U4的2腳、電源VDD，穩(wěn)壓器U4的I腳連接電容C10、電阻R5、R6的一端，電阻R5的另一端連接于光源GSl的另一端，穩(wěn)壓器U4的5腳與電容C10、電阻R3、R6、R8的另一端均相連。
[0013]本實(shí)用新型的工作過(guò)程是:串口通信電路I實(shí)現(xiàn)控制器Ul對(duì)數(shù)據(jù)或指令的接收，主要接收需要設(shè)定的轉(zhuǎn)換器U3輸出電壓值、光源驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率、光源驅(qū)動(dòng)脈沖波的占空比等，轉(zhuǎn)換器U3通過(guò)控制器Ul的串行SPI接口發(fā)送的數(shù)字量輸出模擬電壓，該輸出電壓經(jīng)電阻R3作為低壓差穩(wěn)壓器U4的反饋端參考電壓，然后由電阻R6和R8確定其輸出電壓值，該電壓值為轉(zhuǎn)換器U3輸出電壓的(1+R6/R8)倍，穩(wěn)壓器U4經(jīng)電阻R5調(diào)整，輸出恒定的電流，做恒流源供光源GSl使用，光源調(diào)制電路4中通過(guò)串口 Jl接收不同的指令，完成對(duì)不同脈沖輸出頻率和占空比的調(diào)整，脈沖的高低電平使得場(chǎng)效應(yīng)管Dl做快速斷開與閉合動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)光源驅(qū)動(dòng)電 路3的斷開或閉合，達(dá)到對(duì)光源GSl驅(qū)動(dòng)和調(diào)制的目的，從而較高精度的輸出電壓，較穩(wěn)定可靠的光源驅(qū)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:其包括串口通信電路，所述串口通信電路與微處理控制電路雙向通信連接，所述微處理控制電路輸出端對(duì)應(yīng)連接光源驅(qū)動(dòng)電路、光源調(diào)制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微處理控制電路包括控制器Ul、晶振Yl、電阻R1、電容Cl、C2、C3、復(fù)位開關(guān)SWl，所述控制器采用微處理器STM32F100C8，所述控制器Ul的1、9、24、36、48腳相連后接電源VDD，所述控制器Ul的8、23、35、47腳相連后接地，所述電容Cl的一端連接所述晶振Yl的一端、控制器Ul的5腳，所述電容C2的一端連接所述晶振Yl的另一端、控制器Ul的6腳，所述電容C1、C2的另一端相連并接地，所述控制器Ul的7腳與所述電阻R1、復(fù)位開關(guān)SWl的一端、電源VDD均相連，所述電阻Rl的另一端連接所述電容C3的一端，所述電容C3、復(fù)位開關(guān)SWl的另一端相連并接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:串口通信電路包括轉(zhuǎn)換器U2、串口 J1、電容C4?C8，所述轉(zhuǎn)換器U2采用轉(zhuǎn)換芯片MAX3232，所述轉(zhuǎn)換器U2的1、3腳之間連接所述電容C4，所述轉(zhuǎn)換器U2的4、5腳之間連接所述電容C6，所述轉(zhuǎn)換器U2的6腳接所述電容C5后接地，所述轉(zhuǎn)換器U2的2腳接所述電容C8后接電源VDD，所述轉(zhuǎn)換器U2的16腳連接所述電容C7的一端、電容VDD，所述電容C7的另一端接地，所述轉(zhuǎn)換器U2的13腳連接所述串口 Jl的3腳，所述轉(zhuǎn)換器U2的14腳連接所述串口 Jl的2腳，所述串口 Jl的5、10、11腳相連后接地，所述轉(zhuǎn)換器U2的11腳連接所述控制器Ul的30腳，所述轉(zhuǎn)換器U2的12腳連接所述控制器Ul的31腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:光源調(diào)制電路包括電阻R4、場(chǎng)效應(yīng)管D1、光源GS1，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl采用N溝道MOSFET管FDG410NZ，所述光源GSl采用紅外光源IR715EN，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl的4腳接地，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl的1、2、5、6腳相連后接至所述光源GSl的一端，所述場(chǎng)效應(yīng)管Dl的3腳連接所述電阻R4的一端、控制器Ul的28腳，所述電阻R4的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外光源驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:光源驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R2、R3、R5、R6、R7、R8、電容C9?Cl 1、轉(zhuǎn)換器U3、穩(wěn)壓器U4，所述轉(zhuǎn)換器U3采用DAC芯片AD5320，所述穩(wěn)壓器U4采用穩(wěn)壓芯片ADP3331，所述轉(zhuǎn)換器U3的6腳連接所述電阻R2后接電源VDD，并與所述控制器Ul的27腳相連，所述轉(zhuǎn)換器U3的5腳連接所述控制器Ul的15腳，所述轉(zhuǎn)換器U3的4腳連接所述控制器Ul的17腳，所述電容C9接于所述轉(zhuǎn)換器U3的2、3腳之間，所述電容C9的一端接地，所述電容C9的另一端接電源VDD，所述轉(zhuǎn)換器U3的I腳接所述電阻R3的一端，所述穩(wěn)壓器U4的6腳連接所述電阻R7的一端、控制器Ul的26腳，所述電阻R7的另一端與所述電阻R8、電容Cll的一端、穩(wěn)壓器U4的4腳均相連后接地，所述電容Cll的另一端連接所述穩(wěn)壓器U4的2腳、電源VDD，所述穩(wěn)壓器U4的I腳連接所述電容C10、電阻R5、R6的一端，所述電阻R5的另一端連接于所述光源GSl的另一端，所述穩(wěn)壓器U4的5腳與所述電容C10、電阻R3、R6、R8的另一端均相連。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203722880SQ201420032683
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】劉媛媛, 胡冬梅 申請(qǐng)人:無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院