[发明专利]一种自适应光强的CCD光电探测器积分时间控制方法

说明书

本发明属于光电测试技术领域，涉及一种CCD光电探测器积分时间控制方法。一种自适应光强的CCD光电探测器积分时间控制方法，包括(1)：设置初始积分时间为t_i，其中，t_min＜t_i＜t_max；(2)：采集光谱信号[s₁，s₂…，s_m]，计算光谱信号均值s_avg；(3)：采集和计算光谱噪声σ_dark；(4)：判断s_avg与δ·σ_dark的大小关系，δ为暗噪声影响因子：若s_avg＜δ·σ_dark，设置积分时间为t_j，t_min＜t_j＜t_max，且t_j≠t_i，并转至步骤(1)；若s_avg≥δ·σ_dark，先进行光谱信号去噪，再进行积分时间设置。本发明的方法，根据光照强度自适应的调整积分时间，同时考虑暗噪声对输出信号的影响自适应的调整积分时间，速度快、精度高具有自适应性，可应用于自动测试、快速测试等场景。

技术领域

本发明属于光电测试技术领域，涉及一种CCD光电探测器积分时间控制方法。

背景技术

CCD光电探测器作为光谱分析仪中的光接收器件，能够实现信号的光电转换，以其功耗小、工作电压低、性能稳定、灵敏度高、动态范围大等优点成为研究重点。随着光谱仪的微型化和智能化的发展，对CCD光电探测器积分时间的控制提出了更高的要求。

CCD光电探测器输出的电信号正比于光照强度和积分时间，在积分时间一定的条件下，光照强度太强时，导致信号溢出，从而造成测量的光谱出现失真；光照强度太弱时，采集到的光谱信号信噪比太低，且容易被暗噪声淹没，不能正确反映光谱的真实信息。当光照强度一定时，积分时间太长，一方面过长的积分会导致信号和暗噪声的双增长，降低了光谱信号的信噪比，导致测试精度降低。另一方面，过长的积分时间会影响测试速度，不适用于快速测量等应用场景。因此，为了提高光谱分析仪的测量精度，通常需要对积分时间进行设置。

现有技术中，光谱仪的积分时间的设置通常为手动设置，即根据采集到的信号和经验值人工设定积分时间，人工设定积分时间的缺点是速度慢、环境适应性弱。并且人工手动设置方法无法消除暗噪声对输出信号的影响，从而影响光谱测量的精度和准确性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种自适应光强的CCD光电探测器积分时间控制方法，该方法根据光照强度自适应的调整积分时间，同时考虑暗噪声对输出信号的影响自适应的调整积分时间，以此设定合理的积分时间。

本发明解决其技术问题采用技术方案是：一种自适应光强的CCD光电探测器积分时间控制方法，包括：

(1)：设置初始积分时间为t_i，其中，t_min＜t_i＜t_max；

(2)：采集光谱信号[s₁，s₂…，s_m]，计算光谱信号均值s_avg；

(3)：采集和计算光谱噪声σ_dark；

(4)：判断s_avg与δ·σ_dark的大小关系，δ为暗噪声影响因子：