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标准光源

阅读：989发布：2021-02-26

IPRDB可以提供标准光源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种标准光源，单片机第一控制输出端与数字电位器控制输入端连接，数字电位器参考电压输出端与差动运算放大器同相端连接，差动运算放大器输出端与LED正极连接；位于LED的发光侧间隔设有中性密度滤光片和光电倍增管，位于LED的同一侧设置有光电二极管，光电二极管的光电流输出端与运算放大器反相端连接，运算放大器同相端接地，运算放大器输出端与差动运算放大器反相端连接，在运算放大器反相端与输出端连接有多通道模拟开关支路，多通道模拟开关的每个通道输出端分别通过电阻与运算放大器输出端连接，多通道模拟开关的控制输入端与单片机的第二控制输出端连接。本发明优点体现在实现更加全面检验光电倍增管线性度。，下面是标准光源专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种标准光源，其特征在于：包括与单片机通信连接的控制计算机，所述单片机第一控制输出端与数字电位器控制输入端连接，所述数字电位器参考电压输出端与差动运算放大器U1的同相端连接，所述差动运算放大器U1输出端与LED发光二极管正极连接；位于所述LED发光二极管的发光侧间隔设置有中性密度滤光片和光电倍增管，位于LED发光二极管的同一侧设置有光电二极管，所述光电二极管的光电流输出端与运算放大器U2的反相端连接，所述运算放大器U2同相端接地，运算放大器U2输出端与差动运算放大器U1的反相端连接，在运算放大器U2的反相端与输出端连接有多通道模拟开关支路，所述多通道模拟开关的每个通道输出端分别通过电阻与运算放大器U2的输出端连接，多通道模拟开关的控制输入端与单片机的第二控制输出端连接。

说明书全文

标准光源

技术领域

[0001] 本发明涉及光源，尤其是涉及标准光源。

背景技术

[0002] 标准光源是指模拟各种环境光线下的人造光源，让生产工厂或实验室非现场也能获得与这些特定环境下的光源基本一致的照明效果；目前，标准光源多采用LED（发光二极管）作为标准光源。光电倍增管作为微弱光信号探测传感器关键元器件，已经被应用到各种工业场合，例如全自动化学发光免疫分析仪的单光子计数模块，但全自动化学发光免疫分析仪是用于临床检验分析领域，因此对光电倍增管信号探测的准确性要求更高。

[0003] 中国专利公开号CN105246190A公开了用于全自动化学发光免疫分析仪的标准光源，该标准光源中，采用光电二极管接收LED发出的光，存在的不足是：1、使用稳压电源电路或恒流源电路供电，电路设计较为复杂；2、LED和光电二极管在安装时需要成一定安装角度，加大了标准光源的设计难度；3、采用与LED发光波长相同带宽的滤光片消除其它波段的光，但并不能消除光的波动性，使得标准光源发光值不能覆盖光电倍增管的线性区间。

发明内容

[0004] 本发明目的在于提供一种波动性小、发光值覆盖区间宽的光标准光源。

[0005] 为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：本发明所述的标准光源，包括与单片机通信连接的控制计算机，所述单片机第一控制输出端与数字电位器控制输入端连接，所述数字电位器参考电压输出端与差动运算放大器U1的同相端连接，所述差动运算放大器U1输出端与LED发光二极管正极连接；位于所述LED发光二极管的发光侧间隔设置有中性密度滤光片和光电倍增管，位于LED发光二极管的同一侧设置有光电二极管，所述光电二极管的光电流输出端与运算放大器U2的反相端连接，所述运算放大器U2同相端接地，运算放大器U2输出端与差动运算放大器U1的反相端连接，在运算放大器U2的反相端与输出端连接有多通道模拟开关支路，所述多通道模拟开关的每个通道输出端分别通过电阻与运算放大器U2的输出端连接，多通道模拟开关的控制输入端与单片机的第二控制输出端连接。

[0006] 本发明优点主要体现在以下方面：1、满足了对不同功率LED的限制，对于过大功率的LED可以选择多个中性密度滤光片叠加使用。

[0007] 2、通过中性密度滤光片对光强衰减，消除了光的波动性。所述波动性是指：由于LED本身制造因素和电路不稳定所造成的LED发光不稳定，表现为发光强度在一个数值处上下波动。采用OD值为2.0的中性密度滤光片既能将整体光强度降低99%，同时也能够将波动比降低99%。不同OD值的中性密度滤光片根据光强度的实际情况选取。

[0008] 3、实验结果表明，通过中性密度滤光片对光强进行衰减，对消除光的特异性和波动性有良好作用。

[0009] 4、不采用恒流源、稳压源，节约了电路成本，简化了电路结构。

[0010] 5、标准光源发光值覆盖光电倍增管的测光线性区域宽，实现更加全面检验光电倍增管线性度。

附图说明

[0011] 图1是本发明的电路原理结构框图。

具体实施方式

[0012] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

[0013] 如图1所示，本发明所述的标准光源，包括与单片机通信连接的控制计算机，所述单片机第一控制输出端与数字电位器控制输入端连接，所述数字电位器参考电压输出端与差动运算放大器U1的同相端连接，所述差动运算放大器U1输出端与LED发光二极管正极连接；位于所述LED发光二极管的发光侧间隔设置有中性密度滤光片和光电倍增管，位于LED发光二极管的同一侧设置有光电二极管，所述光电二极管的光电流输出端与运算放大器U2的反相端连接，所述运算放大器U2同相端接地，运算放大器U2输出端与差动运算放大器U1的反相端连接，在运算放大器U2的反相端与输出端连接有多通道模拟开关支路，所述多通道模拟开关的每个通道输出端分别通过电阻与运算放大器U2的输出端连接，多通道模拟开关的控制输入端与单片机的第二控制输出端连接。

[0014] 本发明工作原理简述如下：控制计算机通过总线的方式与单片机通讯，单片机通过调节数字电位器为差动运算放大器U1提供参考电压，差动运算放大器U1将所述参考电压放大后为LED发光二极管供电，光电二极管通过接收LED发光二极管的反射光，将光信号转化为电流信号，电流信号经过多通道模拟开关选择不同的电阻将电流转换成不同的电压，为差动运算放大器U1提供差分信号，差动运算放大器U1将两个差分信号放大后给LED发光二极管供电，使LED发光二极管发光稳定。多通道模拟开关切换不同的电阻即可实现发光值的大范围切换，通过数字电位器对发光值进行微调。LED发光二极管和光电二级管水平安装，不需要成一定的安装角度，这是因为LED发光二极管、中性密度滤光片、光电二极管三者处于一个空间内，通过光的不断反射就能实现反馈控制。

[0015] 通过选择不同密度的中性密度滤光即片可满足不同类型光电倍增管的检测范围，以及满足LED发光二极管距离光电倍增管的距离远近而影响光强度。

[0016] 不同0D值的中性密度滤光片选型原则：选型需要考虑的注意点有:LED发光二极管的发光强度，光电倍增管的检测量程，光源和光电倍增管的距离大小。根据LED发光二极管的发光强度和光电倍增管的量程确定基本的光强度衰减比；再根据LED发光二极管和光电倍增管的距离，根据光在空气中的衰减公式估算出在该距离下的光强度衰减比，根据两个衰减比选择合适0D值的中性密度滤光片。

[0017] 差动运算放大器U1和运算放大器U2组成的电路原理为：运算放大器U2是由反相放大器组成的电流转电压电路，同相端接地，反相端通过光电二极管接地，反馈电路由多通道模拟开关和多个电阻R1、R2、Rn组成，多通道模拟开关的每一路连接一个电阻组成一个反馈回路。运算放大器U2输出为差动运算放大器U1的反相端提供反相电压
差动运算放大器U1同相端通过数字电位器提供参考电压，反相端通过电阻Ri与运算放大器U2输出端相连，输出端负载为LED发光二极管。

[0018] 控制计算机通过总线方式给单片机发送相关发光参数，单片机通过控制数字电位器和多通道模拟开关的选择，首先是一个暂态的过程，光电二极管接收光恒定，产生恒定的电流，通过运算放大器U2转成电压为差动运算放大器U1的反相端提供恒定反相电压，差动运算放大器U1同相端由数字电位器提供同相电压，经过差动运算放大器U1为LED发光二极管提供驱动电压，驱动发光二极管LED发光，此时光电二极管接收的光值发生变化，产生电流也发生变化，运算放大器U2的输出电压也发生变化，差动运算放大器U1反相电压改变，差动运算放大器U1的输出改变，使得LED发光二极管驱动电压改变使发光量变化，一直到光电二极管产生的电流到达稳定，LED发光二极管发光稳定；光电二极管具有调节作用。

[0019] 多通道模拟开关能使运算放大器U2的输出电压大范围改变，通过差动运算放大器U1改变LED发光二极管的驱动电压，使LED发光二极管的发光量能够分段控制，通过数字电位器的微动调节，使LED发光二极管的发光量在每一段都能够小范围的调节，增加LED发光二极管发光量的控制精度。

标题	发布/更新时间	阅读量
反光LED光源-专利编号CN104406071A	2020-05-12	881
LEDCOB封装光源-专利编号CN102881685B	2020-05-12	781
聚光LED光源-专利编号CN104390163A	2020-05-13	654
光源装置-专利编号CN100552286C	2020-05-11	273
一种白光LED光源-专利编号CN105428513B	2020-05-13	443
LEDCOB封装光源-专利编号CN102881685A	2020-05-12	115
光源装置-专利编号CN1625668A	2020-05-11	152
光源装置-专利编号CN1366714A	2020-05-11	489
一种白光LED光源-专利编号CN105428513A	2020-05-13	867
光源装置-专利编号CN1225801C	2020-05-11	340

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