紫外可見分光光度計利用檢測器采集光信號并將其轉換為電流信號。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,降低了檢測結果的精度。
設計通過轉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; 經濾波、AD轉換,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模數轉換電路對前端模擬信號進行采集,以實現采集結果的存儲、顯示及處理功能。主要包括電流電壓轉化電路、采樣保持電路、濾波放大跟隨電路、ADS1255組成的模數轉換電路、C8051F340控制芯片電路。
ADS1255 是精度極高的A/D 轉換器,為了得到最佳的轉換結果,在應用期間要特別注意該器件的外圍電路和印刷電路板設計。同其他高精度A/D 轉換器一樣,ADS1255在實際應用時,要注意電源線和地線的布線。
系統(tǒng)基于提高數據采集精度,通過采集樣品信號、參比信號與干擾信號,并經過算法處理; 同時采用高精度AD轉換器ADS1255及相應硬件電路,去除干擾信號以實現紫外可見分光光度計信號的高精度、高穩(wěn) 定性與高重復性。并通過RS-232串口實現了C8051F340與PC機之間的數據傳輸。