基于CPLD的LED芯片光谱采集系统的研究.pdfVIP

第30卷，第3期 光谱学与光谱分析 201 and March，2010 0年3月 SpectroscopySpectralAnalysis 基于CPLD的LED芯片光谱采集系统的研究 石 炜·～，周大兵2，董占民3，孙红三4，郗安民5 1．内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010 2．广州汽车集团乘厢车有限公司，广州广东510507 3．清华大学物理系，北京100084 00084 4．清华大学建筑学院．北京1 5．北京科技大学机械I：程学院．北京100083 摘要发光二极管(1ightemittingdiode，LED)芯片的光谱检测足LED芯片规模化制造中的一项关键技 术。根据光谱测量原理，针对LED芯片光谱测量应用的要求，文章研究了基于复杂可编程逻辑器件(com- plexprogrammablelogic 件(chargecoupleddevice，CCD)提供I：作时序信号，同时控制信号调理、转换、传输模块巾的采样率和数据 的存储Ej传输。采用光栅单色仪作为分光器件，线阵CCD作为光电转换器件，榆测LED芯片的相对光谱能 量分布fllI线，同时计算LED芯片光学特性的光谱参数。基于CPLD的LED芯片光谱采集系统简单、快速， 同时能达到LED芯片光谱检测精度的要求。 关键词光谱；CPLD；CCD；精度 文献标识码：A 中图分类号：TH744 条控制信号CLK和ROG，前者为cCD的T作脉冲，后者为 引 言 CCD设定积分时间，其工作时序如图1所示。 CCD的典利驱动脉冲为2MHz，采用CPLD控制驱动 光谱榆测分析技术在食品、医疗、化学等[1]诸多领域得 电路，能够完全实现波形较好的脉冲信号。CCD的积分时间 由上位机设定，控制CCD曝光量。由于CCD的数据输出频 到广泛应用。随着LED的快速发展，在大屏幕屁示、LED照 明光源等领域，对LED的品质、性能的一致性要求很高。因 率较高，采用高速8位模数转换芯片，其最高转换频率为20 此，需要快速准确地测量LED的光电参数，根据其光电参数 MHz，能够满足A／D转换要求。如果将A／D转换结果实时 采集到上位机，实现起来非常困难，所以先将A／D转换结果 划分LED芯片等级。由于CCD图像传感器的迅速发展L2。4j， 实时存储剑数据存储器中，然后通过CPLD与上位机通讯顺 CCD技术已被广泛地应用于众多检测领域[5。1…，尤其是在光 谱检测方面。CcD的动态光谱检测系统要求高精度和高时间 序读出数据。 分辨率uh12]，为此本系统设计基于CPLD的线阵(X2D采集 系统，用于快速测量LED芯片的光谱参数，为LED芯片的 等级划分提供重要依据。 1线阵CCD的工作原理和工作时序 线阵C_x3D采用SONY公司2048线光谱级芯片。CCD芯 片的驱动电路要求很严格的f：作时序，否则不仪影响采样频 Controloflinear 率和采样精度，同时影响采样效果，失去实时采样的意义。 Fig．1 signal C(卫 如果采样频率较低，CCD曝光时间较长，CCD采集光强的输 出数据会不准确，无法分析光强和光谱。CCD芯片共需要2