紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)高精度信號(hào)采集與處理

    紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)利用檢測(cè)器采集光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。此時(shí)有效信號(hào)強(qiáng)度非常弱，并混有大量噪聲、背景光的干擾誤差，因此需從雜散信號(hào)中提取有效電流信號(hào)。信號(hào)處理中誤差來(lái)源主要分為兩部分: 一部分來(lái)源于檢測(cè)器之前的光路系統(tǒng)，導(dǎo)致有效信號(hào)混入了雜散光、噪聲等干擾；另一部分來(lái)自檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)之后的硬件電路，由于電子元器件自身的偏置、溫漂、噪聲以及AD采集精度等影響，降低了檢測(cè)結(jié)果的精度。

   設(shè)計(jì)通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)往檢測(cè)器中輸入暗信號(hào)( 沒(méi)有有效光信號(hào)輸出到檢測(cè)器，只包含雜散光、 噪聲等信號(hào)) ，即檢測(cè)器( 光電倍增管) 連續(xù)采集樣品信號(hào)、暗信號(hào)、參比信號(hào)。在兩路采集轉(zhuǎn)換通道中，通過(guò)實(shí)時(shí)控制時(shí)序使兩路分別采樣，一路采集參比信號(hào)與暗信號(hào)，另一路采集樣品信號(hào)與暗信號(hào); 經(jīng)濾波、AD轉(zhuǎn)換，傳送到單片機(jī)。將采樣樣品信號(hào)、 參比信號(hào)與暗信號(hào)動(dòng)態(tài)相減，即可有效去除各種噪聲、偏置、暗電流、背景光帶來(lái)的干擾，提取出有效參比信號(hào)與樣品信號(hào)。采用低偏置、低噪聲、高精度電子器件，降低硬件電路帶來(lái)的干擾，可有效提高采集精度。

   紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)以C8051F340為系統(tǒng)控制中心，以ADS1255模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)前端模擬信號(hào)進(jìn)行采集，以實(shí)現(xiàn)采集結(jié)果的存儲(chǔ)、顯示及處理功能。主要包括電流電壓轉(zhuǎn)化電路、采樣保持電路、濾波放大跟隨電路、ADS1255組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、C8051F340控制芯片電路。

   ADS1255 是精度極高的A/D 轉(zhuǎn)換器，為了得到最佳的轉(zhuǎn)換結(jié)果，在應(yīng)用期間要特別注意該器件的外圍電路和印刷電路板設(shè)計(jì)。同其他高精度A/D 轉(zhuǎn)換器一樣，ADS1255在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要注意電源線和地線的布線。

   系統(tǒng)基于提高數(shù)據(jù)采集精度，通過(guò)采集樣品信號(hào)、參比信號(hào)與干擾信號(hào)，并經(jīng)過(guò)算法處理; 同時(shí)采用高精度AD轉(zhuǎn)換器ADS1255及相應(yīng)硬件電路，去除干擾信號(hào)以實(shí)現(xiàn)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)信號(hào)的高精度、高穩(wěn) 定性與高重復(fù)性。并通過(guò)RS－232串口實(shí)現(xiàn)了C8051F340與PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。