紫外可見分光光度計利用檢測器采集光信號并將其轉(zhuǎn)換為電流信號。此時有效信號強度非常弱,并混有大量噪聲、背景光的干擾誤差,因此需從雜散信號中提取有效電流信號。信號處理中誤差來源主要分為兩部分: 一部分來源于檢測器之前的光路系統(tǒng),導(dǎo)致有效信號混入了雜散光、噪聲等干擾;另一部分來自檢測器將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號之后的硬件電路,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,降低了檢測結(jié)果的精度。
設(shè)計通過轉(zhuǎn)盤往檢測器中輸入暗信號( 沒有有效光信號輸出到檢測器,只包含雜散光、 噪聲等信號) ,即檢測器( 光電倍增管) 連續(xù)采集樣品信號、暗信號、參比信號。在兩路采集轉(zhuǎn)換通道中,通過實時控制時序使兩路分別采樣,一路采集參比信號與暗信號,另一路采集樣品信號與暗信號; 經(jīng)濾波、AD轉(zhuǎn)換,傳送到單片機。將采樣樣品信號、 參比信號與暗信號動態(tài)相減,即可有效去除各種噪聲、偏置、暗電流、背景光帶來的干擾,提取出有效參比信號與樣品信號。采用低偏置、低噪聲、高精度電子器件,降低硬件電路帶來的干擾,可有效提高采集精度。
紫外可見分光光度計以C8051F340為系統(tǒng)控制中心,以ADS1255模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對前端模擬信號進行采集,以實現(xiàn)采集結(jié)果的存儲、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。同其他高精度A/D 轉(zhuǎn)換器一樣,ADS1255在實際應(yīng)用時,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,通過采集樣品信號、參比信號與干擾信號,并經(jīng)過算法處理; 同時采用高精度AD轉(zhuǎn)換器ADS1255及相應(yīng)硬件電路,去除干擾信號以實現(xiàn)紫外可見分光光度計信號的高精度、高穩(wěn) 定性與高重復(fù)性。并通過RS-232串口實現(xiàn)了C8051F340與PC機之間的數(shù)據(jù)傳輸。