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【博客大赛】浅谈光电采集中的微弱信号处理

(还是以我之前的紫外光谱仪为例,浅谈我对弱电流信号的处理,欢迎各位大大指点)
先说说弱电流的产生,紫外光源氘灯发射的光子透过单色仪后照射到光电倍增管上,经过逐级倍增后产生10-4-10-8A的电流信号。该信号很容易被噪声干扰等淹没,或产生重大影响导致结果不准确、我对该信号进行了I-V转换,放大电路来保证精度(有些设计还在第一及运放和第二级之间加了调零电路来减轻电源波动带来的影响,我直接用的FPGA核心板供电,就没用加调零模块)。

I-V转换电路的作用是将微弱电流信号转换成电压信号。I-V转换和放大原理图如图所示:

电路的运放我采用的是OP07,输入的恒流源由电压源与电阻产生,运放一构成反向放大器,运放二构成加法电路,D为稳压管,通过调节稳压管上的可调电阻,可以使运放二的V0输出电压范围是-10V~10V。(反馈电阻和电容的选择这里就不多废话了,反馈电容C 起积分作用,可抑制或平滑噪声的干扰,电容值越大,抑制噪声的能力就越强,但要降低响应速度,要权衡考虑其取值。其实C还有补偿输入端分布电容的作用,以防出现振荡现象)

减少干扰的措施:

1):首先肯定是电源退耦滤波,在每个电源端都接上电容和极性电容的并联电路,来减少放大器各部分电路之间通过公共直流电源产生的寄生耦合;

2):输出滤波。对输出信号进行数字滤波(借鉴此文);

3):PCB制版工艺。(不在废话了,论坛很多此类文章,特别的高频信号线处理方面)

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