一种柔性可穿戴量子点光谱传感器电路

1.本发明涉及光谱传感器技术领域，具体为一种柔性可穿戴量子点光谱传感器电路。


背景技术：

2.目前，无论是工业生产还是生活领域，传感器已经得到了极大的应用，在工业领域金属成分、含量及锈蚀等信息识别的快检仪器得到了极大的发展，而传统的传感器体积较大，使用十分笨重且价格昂贵，无法满足便携性使用的要求并且无法应用于可穿戴领域中。
3.现在量子点光谱传感器能精确快速的对金属含量、气体成分进行识别，便于大规模装备，并拓展快速检测技术在工业领域的应用范围，同时量子点光谱传感器具有体积小价格低的特点，可以广泛应用于生活检测领域，但单独的量子点光谱传感器电路结构复杂，并不能满足多场景应用，因此，本技术提出一种柔性可穿戴量子点光谱传感器电路以解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种柔性可穿戴量子点光谱传感器电路，该柔性可穿戴量子点光谱传感器电路是基于tft集成传感核心的无光栅量子点光谱探测器为核心设计，电路结构简单，使量子点光谱传感器可以运用到柔性可穿戴器件中，极大的拓展了传感器的使用范围。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性可穿戴量子点光谱传感器电路，包括信号采集模块，用于采集光信号然后处理成模拟信号；电源模块，用于对信号采集模块的供电进行控制；模数转换芯片，用于接收模拟信号并转换成数字信号然后输出到数字信号处理器中进行信息处理；柔性fpc基板，所述信号采集模块、电源模块、模数转换芯片均集成到柔性fpc 基板上，用以使传感器电路具有柔性可穿戴功能。
6.进一步，所述信号采集模块包括飞安级输入偏置电流运算放大器、仪表放大器以及量子点光谱探测器。
7.进一步，所述量子点光谱探测器的输出端与飞安级输入偏置电流运算放大器的输入端信号连接，所述飞安级输入偏置电流运算放大器内置有反馈回路，用以放大信号的同时减少噪声，所述飞安级输入偏置电流运算放大器输出端与仪表放大器的输入端信号连接，所述仪表放大器的输出端与模数转换芯片的输入端信号连接，所述仪表放大器对信号进行放大，使信号幅值满足模数转换芯片的要求。
8.进一步，所述电源模块包括同步整流升压ic和极性反转电源转化器。
9.进一步，所述同步整流升压ic内置带电容的反馈回路，用以减少外部电源噪声，所述极性反转电源转化器为飞安级输入偏置电流运算放大器提供所需的正负电压。
10.与现有技术相比，本技术的技术方案具备以下有益效果：
11.该柔性可穿戴量子点光谱传感器电路，通过将量子点光谱探测器、采集模块、电源
模块、模数转换芯片集成到柔性fpc基板上，简化电路，使量子点光谱探测器可以运用到柔性可穿戴器件中，极大的拓展了量子点光谱传感器的使用范围，同时，采用飞安级输入偏置电流运算放大器提高电路灵敏度并使用高阻反馈降低噪声，此外，还采用低噪声电源模块，降低电源的噪声对于量子点光谱传感器的影响。
附图说明
12.图1为本发明的电路原理图；
13.图2为本发明设计完成的pcb版图与制造出的柔性传感电路；
14.图3为本发明进行传感器信号检测的波形图；
15.图4为本发明在不同环境下量子点光谱探测器的信号检测结果。
16.图中：1飞安级输入偏置电流运算放大器、2仪表放大器、3同步整流升压ic、4极性反转电源转化器、5模数转换芯片、6柔性fpc基板、7量子点光谱探测器。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1-4，本发明中的一种柔性可穿戴量子点光谱传感器电路，包括信号采集模块、电源模块、模数转换芯片5以及柔性fpc基板6，信号采集模块用于采集光信号然后处理成模拟信号，电源模块用于对信号采集模块的供电进行控制，模数转换芯片5用于接收模拟信号并转换成数字信号然后输出到数字信号处理器中进行信息处理，信号采集模块、电源模块、模数转换芯片5均集成到柔性fpc基板6上，用以使传感器电路具有柔性可穿戴功能。
19.其中，信号采集模块包括飞安级输入偏置电流运算放大器1、仪表放大器 2以及量子点光谱探测器7，量子点光谱探测器7的输出端与飞安级输入偏置电流运算放大器1的输入端信号连接，飞安级输入偏置电流运算放大器1内置有反馈回路，用以放大信号的同时减少噪声，飞安级输入偏置电流运算放大器1输出端与仪表放大器2的输入端信号连接，仪表放大器2的输出端与模数转换芯片5的输入端信号连接，仪表放大器2对信号进行放大，使信号幅值满足模数转换芯片5的要求，工作时，制作在tft薄膜上的量子点光谱探测器7的信号通过飞安级输入偏置电流运算放大器1读出，同时通过反馈电路降低噪声，并将采集放大后的信号再通过仪表放大器2进行放大，然后传输到模数转换芯片5转换为数字信号再进行处理。
20.电源模块包括同步整流升压ic3和极性反转电源转化器4，同步整流升压ic3内置带电容的反馈回路，内置的带电容的反馈回路可减少外部电源噪声，同时减少传感器噪声提高信噪比，提高传感器灵敏度，极性反转电源转化器4 为飞安级输入偏置电流运算放大器1提供所需的正负电压。
21.量子点光谱探测器7采集到光信号然后将信号输送进飞安级输入偏置电流运算放大器1的信号输入端，飞安级输入偏置电流运算放大器1通过反馈回路放大信号同时减少噪
声，飞安级输入偏置电流运算放大器1的输出信号进一步通过仪表放大器2进行放大使信号幅值满足模数转换芯片5的要求，同时同步整流升压ic3通过带电容的反馈回减少外部电源噪声，极性反转电源转化器4为飞安级输入偏置电流运算放大器1提供所需的正负电压，模数转换芯片5将输入的模拟信号转换为数字信号，并输出到数字信号处理器中进行信息处理，如图3和图4所示在柔性fpc基板6上所有器件都可以正常运行，同时保持量子点光谱探测器7的较高灵敏度，并通过柔性fpc基板6 的可弯折特性，将电路实现柔性可穿戴功能，极大的提高了传感器的使用便捷性与应用范围。
22.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
23.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。