一种红外光源驱动调制电路结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种红外光源驱动调制电路结构，其具有较高精度的驱动电压，较强的可调性，可满足红外气体分析仪对光源的要求，具有较好的使用价值；其包括串口通信电路，所述串口通信电路与微处理控制电路双向通信连接，所述微处理控制电路输出端对应连接光源驱动电路、光源调制电路。
【专利说明】—种红外光源驱动调制电路结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信号驱动及调制的【技术领域】，尤其是一种光源的驱动调制电路，具体为一种红外光源驱动调制电路结构。
【背景技术】
[0002]目前，环境污染问题尤其是有害气体对人类的危害越来越成为全民的焦点，国内外都在加大对气体监测分析设备的研发投入，因红外光谱吸收法具有反应快、灵敏度高、不易疲劳可连续分析、寿命长等优点，被广泛的应用于气体分析仪器中；在红外光谱仪器测量中，使用的光源一般为基于MEMS技术的电调制红外光源,发光波长范围为可见光到20 μ m,测量误差是nm级的，因此光源的微小变化都可能影响到测试的精度，在红外气体分析仪中，红外光源被气体吸收前发出的光强是由红外光源决定的，从红外光源发出的红外线光强对气体分析具有举足轻重的作用，它的变化极大的影响了气体分析的最终结果，因此对红外气体分析仪中的光源主要有四个方面的要求:(1)输出的光强为脉冲信号；(2)脉冲波幅值为定值；(3)脉冲频率可调；(4)脉冲波的占空比可调；而为保证连续测量的需要，在所需时间内，光源的辐射功率应当稳定，经由变压器转换出的直流电压直接作为红外光源的驱动电压，难于满足精度要求，必须经过精密稳压器稳压后才输出使红外光源稳定发光的电压。
【发明内容】
[0003]针对现有光源驱动和调制方法的不足，本实用新型提供了一种红外光源驱动调制电路结构，其具有较高精度的驱动电压，较强的可调性，可满足红外气体分析仪对光源的要求，具有较好的使用价值。
[0004]其技术方案是这样的:其特征在于:其包括串口通信电路，所述串口通信电路与微处理控制电路双向通信连接，所述微处理控制电路输出端对应连接光源驱动电路、光源调制电路。
[0005]所述微处理控制电路包括控制器Ul、晶振Yl、电阻R1、电容Cl、C2、C3、复位开关SW1，所述控制器采用微处理器STM32F100C8，所述控制器Ul的1、9、24、36、48脚相连后接电源VDD，所述控制器Ul的8、23、35、47脚相连后接地，所述电容Cl的一端连接所述晶振Yl的一端、控制器Ul的5脚，所述电容C2的一端连接所述晶振Yl的另一端、控制器Ul的6脚，所述电容C1、C2的另一端相连并接地，所述控制器Ul的7脚与所述电阻R1、复位开关Sffl的一端、电源VDD均相连，所述电阻Rl的另一端连接所述电容C3的一端，所述电容C3、复位开关SWl的另一端相连并接地；
[0006]所述串口通信电路包括转换器U2、串口 J1、电容C4?C8，所述转换器U2采用转换芯片MAX3232，所述转换器U2的1、3脚之间连接所述电容C4，所述转换器U2的4、5脚之间连接所述电容C6，所述转换器U2的6脚接所述电容C5后接地，所述转换器U2的2脚接所述电容C8后接电源VDD，所述转换器U2的16脚连接所述电容C7的一端、电容VDD，所述电容C7的另一端接地，所述转换器U2的13脚连接所述串口 Jl的3脚，所述转换器U2的14脚连接所述串口 Jl的2脚，所述串口 Jl的5、10、11脚相连后接地，所述转换器U2的11脚连接所述控制器Ul的30脚，所述转换器U2的12脚连接所述控制器Ul的31脚；
[0007]所述光源调制电路包括电阻R4、场效应管D1、光源GS1，所述场效应管Dl采用N沟道MOSFET管FDG410NZ，所述光源GSl采用红外光源IR715EN，所述场效应管Dl的4脚接地，所述场效应管Dl的1、2、5、6脚相连后接至所述光源GSl的一端，所述场效应管Dl的3脚连接所述电阻R4的一端、控制器Ul的28脚，所述电阻R4的另一端接地；
[0008]所述光源驱动电路包括电阻R2、R3、R5、R6、R7、R8、电容C9?Cl 1、转换器U3、稳压器U4，所述转换器U3采用DAC芯片AD5320，所述稳压器U4采用稳压芯片ADP3331，所述转换器U3的6脚连接所述电阻R2后接电源VDD，并与所述控制器Ul的27脚相连，所述转换器U3的5脚连接所述控制器Ul的15脚，所述转换器U3的4脚连接所述控制器Ul的17脚，所述电容C9接于所述转换器U3的2、3脚之间，所述电容C9的一端接地，所述电容C9的另一端接电源VDD，所述转换器U3的I脚接所述电阻R3的一端，所述稳压器U4的6脚连接所述电阻R7的一端、控制器Ul的26脚，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8、电容Cll的一端、稳压器U4的4脚均相连后接地，所述电容Cll的另一端连接所述稳压器U4的2脚、电源VDD，所述稳压器U4的I脚连接所述电容C10、电阻R5、R6的一端，所述电阻R5的另一端连接于所述光源GSl的另一端，所述稳压器U4的5脚与所述电容C10、电阻R3、R6、R8的另一端均相连。
[0009]本实用新型采用的一种红外光源驱动调制电路结构，其有益效果是，其结合了红外光源要求驱动电压精度高、可调性强等特点，使其具有较高精度的输出电压，较稳定可靠的光源驱动，弥补了传统光源驱动和调制方法的不足，大大满足了红外气体分析仪对光源的要求，为红外气体分析仪的测试精确性做了充分保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的组成框图；
[0011]图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]如图1、图2所示，本实用新型包括串口通信电路1，串口通信电路I与微处理控制电路2双向通信连接，微处理控制电路2输出端对应连接光源驱动电路3、光源调制电路4 ;微处理控制电路2包括控制器U1、晶振Y1、电阻R1、电容Cl、C2、C3、复位开关SWl，控制器采用微处理器STM32F100C8，控制器Ul的1、9、24、36、48脚相连后接电源VDD，控制器Ul的8、23、35、47脚相连后接地，电容Cl的一端连接晶振Yl的一端、控制器Ul的5脚，电容C2的一端连接晶振Yl的另一端、控制器Ul的6脚，电容C1、C2的另一端相连并接地，控制器Ul的7脚与电阻R1、复位开关SWl的一端、电源VDD均相连，电阻Rl的另一端连接电容C3的一端，电容C3、复位开关SWl的另一端相连并接地；串口通信电路I包括转换器U2、串口 J1、电容C4?C8，转换器U2采用转换芯片MAX3232，转换器U2的1、3脚之间连接电容C4，转换器U2的4、5脚之间连接电容C6，转换器U2的6脚接电容C5后接地，转换器U2的2脚接电容C8后接电源VDD，转换器U2的16脚连接电容C7的一端、电容VDD，电容C7的另一端接地，转换器U2的13脚连接串口 Jl的3脚，转换器U2的14脚连接串口 Jl的2脚，串口 Jl的5、10、11脚相连后接地，转换器U2的11脚连接控制器Ul的30脚，转换器U2的12脚连接控制器Ul的31脚；光源调制电路4包括电阻R4、场效应管D1、光源GS1，场效应管Dl采用N沟道MOSFET管FDG410NZ，光源GSl采用红外光源IR715EN，场效应管Dl的4脚接地，场效应管Dl的1、2、5、6脚相连后接至光源GSl的一端，场效应管Dl的3脚连接电阻R4的一端、控制器Ul的28脚，电阻R4的另一端接地；光源驱动电路3包括电阻R2、R3、R5、R6、R7、1?8、电容09飞11、转换器U3、稳压器U4，转换器U3采用DAC芯片AD5320，稳压器U4采用稳压芯片ADP3331，转换器U3的6脚连接电阻R2后接电源VDD，并与控制器Ul的27脚相连，转换器U3的5脚连接控制器Ul的15脚，转换器U3的4脚连接控制器Ul的17脚，电容C9接于转换器U3的2、3脚之间，电容C9的一端接地，电容C9的另一端接电源VDD，转换器U3的I脚接电阻R3的一端，稳压器U4的6脚连接电阻R7的一端、控制器Ul的26脚，电阻R7的另一端与电阻R8、电容Cll的一端、稳压器U4的4脚均相连后接地，电容Cll的另一端连接稳压器U4的2脚、电源VDD，稳压器U4的I脚连接电容C10、电阻R5、R6的一端，电阻R5的另一端连接于光源GSl的另一端，稳压器U4的5脚与电容C10、电阻R3、R6、R8的另一端均相连。
[0013]本实用新型的工作过程是:串口通信电路I实现控制器Ul对数据或指令的接收，主要接收需要设定的转换器U3输出电压值、光源驱动脉冲的频率、光源驱动脉冲波的占空比等，转换器U3通过控制器Ul的串行SPI接口发送的数字量输出模拟电压，该输出电压经电阻R3作为低压差稳压器U4的反馈端参考电压，然后由电阻R6和R8确定其输出电压值，该电压值为转换器U3输出电压的(1+R6/R8)倍，稳压器U4经电阻R5调整，输出恒定的电流，做恒流源供光源GSl使用，光源调制电路4中通过串口 Jl接收不同的指令，完成对不同脉冲输出频率和占空比的调整，脉冲的高低电平使得场效应管Dl做快速断开与闭合动作，从而实现光源驱动电 路3的断开或闭合，达到对光源GSl驱动和调制的目的，从而较高精度的输出电压，较稳定可靠的光源驱动。
【权利要求】
1.一种红外光源驱动调制电路结构，其特征在于:其包括串口通信电路，所述串口通信电路与微处理控制电路双向通信连接，所述微处理控制电路输出端对应连接光源驱动电路、光源调制电路。
2.根据权利要求1所述的一种红外光源驱动调制电路结构，其特征在于:所述微处理控制电路包括控制器Ul、晶振Yl、电阻R1、电容Cl、C2、C3、复位开关SWl，所述控制器采用微处理器STM32F100C8，所述控制器Ul的1、9、24、36、48脚相连后接电源VDD，所述控制器Ul的8、23、35、47脚相连后接地，所述电容Cl的一端连接所述晶振Yl的一端、控制器Ul的5脚，所述电容C2的一端连接所述晶振Yl的另一端、控制器Ul的6脚，所述电容C1、C2的另一端相连并接地，所述控制器Ul的7脚与所述电阻R1、复位开关SWl的一端、电源VDD均相连，所述电阻Rl的另一端连接所述电容C3的一端，所述电容C3、复位开关SWl的另一端相连并接地。
3.根据权利要求2所述的一种红外光源驱动调制电路结构，其特征在于:串口通信电路包括转换器U2、串口 J1、电容C4?C8，所述转换器U2采用转换芯片MAX3232，所述转换器U2的1、3脚之间连接所述电容C4，所述转换器U2的4、5脚之间连接所述电容C6，所述转换器U2的6脚接所述电容C5后接地，所述转换器U2的2脚接所述电容C8后接电源VDD，所述转换器U2的16脚连接所述电容C7的一端、电容VDD，所述电容C7的另一端接地，所述转换器U2的13脚连接所述串口 Jl的3脚，所述转换器U2的14脚连接所述串口 Jl的2脚，所述串口 Jl的5、10、11脚相连后接地，所述转换器U2的11脚连接所述控制器Ul的30脚，所述转换器U2的12脚连接所述控制器Ul的31脚。
4.根据权利要求2所述的一种红外光源驱动调制电路结构，其特征在于:光源调制电路包括电阻R4、场效应管D1、光源GS1，所述场效应管Dl采用N沟道MOSFET管FDG410NZ，所述光源GSl采用红外光源IR715EN，所述场效应管Dl的4脚接地，所述场效应管Dl的1、2、5、6脚相连后接至所述光源GSl的一端，所述场效应管Dl的3脚连接所述电阻R4的一端、控制器Ul的28脚，所述电阻R4的另一端接地。
5.根据权利要求2所述的一种红外光源驱动调制电路结构，其特征在于:光源驱动电路包括电阻R2、R3、R5、R6、R7、R8、电容C9?Cl 1、转换器U3、稳压器U4，所述转换器U3采用DAC芯片AD5320，所述稳压器U4采用稳压芯片ADP3331，所述转换器U3的6脚连接所述电阻R2后接电源VDD，并与所述控制器Ul的27脚相连，所述转换器U3的5脚连接所述控制器Ul的15脚，所述转换器U3的4脚连接所述控制器Ul的17脚，所述电容C9接于所述转换器U3的2、3脚之间，所述电容C9的一端接地，所述电容C9的另一端接电源VDD，所述转换器U3的I脚接所述电阻R3的一端，所述稳压器U4的6脚连接所述电阻R7的一端、控制器Ul的26脚，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8、电容Cll的一端、稳压器U4的4脚均相连后接地，所述电容Cll的另一端连接所述稳压器U4的2脚、电源VDD，所述稳压器U4的I脚连接所述电容C10、电阻R5、R6的一端，所述电阻R5的另一端连接于所述光源GSl的另一端，所述稳压器U4的5脚与所述电容C10、电阻R3、R6、R8的另一端均相连。
【文档编号】H05B37/02GK203722880SQ201420032683
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】刘媛媛, 胡冬梅 申请人:无锡科技职业学院