[发明专利]用于点源透射比法杂散光系数测试的宽动态光电探测系统

权利要求书

1.一种用于点源透射比法杂散光系数测试的宽动态光电探测系统，其特征在于，包括：

分别测试空间光学仪器入瞳处辐照度、像面处辐照度、以及监测背景杂散光的三个相同的宽动态光电探测装置；

按照20Hz的频率通过RS422接口采集三个所述宽动态光电探测装置的探测数据的数据采集计算机U7；

所述宽动态光电探测装置包括设置在屏蔽金属外壳U8内的光电转换电路U1、I-V转换电路U2、AD转换电路U3、控制单元U4、直流稳压电源U5和量程选择开关电路U6；

所述光电转换电路U1与I-V转换电路U2连接，所述I-V转换电路U2与AD转换电路U3连接，所述AD转换电路U3与控制单元U4连接，所述直流稳压电源U5与I-V转换电路U2、AD转换电路U3和控制单元U4连接，所述量程选择开关电路U6与I-V转换电路U2和控制单元U4连接；

所述光电转换电路U1将光信号转换为电流信号；I-V转换电路U2将电流信号变为电压信号并进行放大；AD转换电路U3将电压信号降压处理后进行模数转换，变为数字信号；控制单元U4读取该数字信号通过RS422接口送至数据采集计算机U7计算PST并显示、记录；数据采集计算机U7通过控制单元U4控制量程选择开关电路U6开闭实现辐照度宽动态测量；屏蔽金属外壳U8用于减少外部电磁和背景杂散光干扰；直流稳压电源U5为所述宽动态光电探测装置提供电源；

所述控制单元U4包括数字信号处理芯片DSP1以及外围电路；DSP1通过SPI接口采集A/D芯片AD1输出的数字信号并预处理后，通过RS422接口送至数据采集计算机U7；DSP1通过IO接口控制量程选择开关电路U6中继电器开关的开合；DSP1预设低通滤波、中值滤波、多点平滑数据预处理算法用于数据的预处理，预处理算法选择通过数据采集计算机U7远程控制；

所述量程选择开关电路U6包括5路继电器模块K1、K2、K3、K4、K5以及与上述5路继电器模块连接的光电耦合器；继电器模块采用常开模式，通过控制5路继电器模块开合实现不同反馈电阻接入，从而实现宽动态范围测量。

2.根据权利要求1所述的用于点源透射比法杂散光系数测试的宽动态光电探测系统，其特征在于，所述光电转换电路U1采用硅光二极管作为光电探测器件。

3.根据权利要求1所述的用于点源透射比法杂散光系数测试的宽动态光电探测系统，其特征在于，所述I-V转换电路U2包括集成运算放大器A1、反馈网络和滤波电容C1、C2；所述集成运算放大器A1的反相输入端接输入信号也即光电转换电路U1阴极，同相输入端接地，输出端接AD转换电路U3输入端；反馈网络由反馈电阻R1、R2、R3、R4、R5与量程选择开关电路U6中的继电器开关电路串联后并联组成，一端接集成运算放大器A1反相输入端，另一端接集成运算放大器A1输出端。

4.根据权利要求1所述的用于点源透射比法杂散光系数测试的宽动态光电探测系统，其特征在于，所述AD转换电路U3包括降压电路、电压跟随器、A/D芯片AD1和高精度参考电压源AD2；所述降压电路采用电阻R6、R7串联分压方式实现线性降压，将0～10V的A1输出电压降至0～2.5V；所述电压跟随器的运算放大器A2同相输入端接降压电路输出，反相输入端接运算放大器A2输出，运算放大器A2输出接A/D芯片AD1的模拟信号输入引脚AIN2；所述高精度参考电压源AD2的电压输出端接A/D芯片AD1的引脚REF IN(+)，高精度参考电压源AD2接地引脚与A/D芯片AD1的引脚REF IN(-)连接后接地；A/D芯片AD1的引脚SCLK、DOUT、DIN分别与控制单元U4的引脚SPICLKA、SPISOMIA、SPISIMOA连接，实现SPI接口的数据通讯，将模数转换后的数据发送至控制单元U4。

5.根据权利要求3或4所述的用于点源透射比法杂散光系数测试的宽动态光电探测系统，其特征在于，所述电阻为高精度低温漂的精密贴片电阻，精度0.5％，25ppm/℃。

6.根据权利要求1所述的用于点源透射比法杂散光系数测试的宽动态光电探测系统，其特征在于，所述屏蔽金属外壳U8的结构为全封闭结构，其材料为铝合金。