[发明专利]基于DSP的16通道闪光信号测量装置及闪光同步测量方法和闪光脉冲捕捉方法

说明书

技术领域

  本发明属于闪光检测领域，特别涉及到一种多通道信号同步采集技术和多通道脉冲捕捉技术，具体是指一种基于DSP的多通道闪光信号测量方法及测量系统。

背景技术

 闪光灯作为一种补光和辅助光源设备，广泛应用于数码相机，CCD图像采集，医学成像，智能交通违章监摄管理等领域。闪光指数和色温是闪光灯制作的两个关键技术指标，直接影响到闪光灯对拍摄对象的补光和色温调整效果。闪光过程照度曲线的测量是测量闪光指数和色温的基础。传统的闪光测量方法都只通过测量闪光对象单点处照度得到闪光指数，这种方法测得的闪光指数无法反映出闪光在被闪对象面上的分布情况以及均匀性等信息，而且测量单点的闪光信号无法测得闪光的色温。对于多通道同步测量技术，传统的方法有两种：第一，用数字或模拟开关切换采样通道测量，这种方法无法实现真正的同步性，各通道采样的信号事实上存在时间差；第二，用带有输出锁存器的模数转换器或者外加数据锁存器的方法暂存各通道采样数据以实现同步采样，分时读取数据，这种方法一方面增加了硬件系统复杂度，另一方面，分时读取数据占用大量的时间，影响了系统的采样速度。对于闪光脉冲的捕捉，传统的方法有外部触发法、硬件比较触发法、复杂的软件同步触发法。外部触发法需要在硬件上将被测对象与测量装置连接起来，闪光的触发和测量装置的采样使用同一触发信号，这种方法不能适用于广泛的被测对象，兼容性差；硬件比较触发法通过硬件设置电压比较器的阈值，以闪光信号超过阈值作为触发信号启动采样，这种方法有两个缺点：第一，硬件电压比较器的阈值很容易受到噪声的干扰而产生误触发；第二，会丢失小于阈值的闪光波形。以往的软件同步触发法用软件设置阈值，将采样数据缓冲区设置为环形缓冲区，当软件判断闪光信号超过阈值时跳出该数据缓冲区而将采样结果存储到新的线性缓冲区，采样完成后将两个缓冲区的数据拼接起来构成完整的闪光信号波形，这种方法较前两种方法有了很大的改善，但是需要使用两块数据缓冲区，使用拼接的方法还原波形，增加了系统的复杂度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对单通道闪光测量的可靠性不够、传统的多通道信号采集方法结构复杂、同步性不高以及传统的脉冲捕捉方法存在技术缺陷等问题，提供一种旨在提供一种简单有效、方便实用的基于DSP的16通道闪光测量系统，它包括：

信号采集单元，它包括16个高灵敏度光探头、滤光片组和余弦校正器，用于将闪光信号转换成负电流电信号；

与信号采集单元对应的16个信号调理单元，用于将光探头产生的负电流信号转换成可采样的模拟电压信号；

与16个信号调理单元对应的16个模数转换单元，用于将模拟电压信号转换为数字信号；

DSP主机控制单元，它包括TI公司的DSP主控芯片TMS320F2812和大小为0.5M的外部数据存储区，用于控制所述的模数转换单元、读取数据转换结果并与计算机程序进行通信、解析计算机发送的命令数据；

USB2.0数据传输单元，用于DSP主机控制单元与计算机程序机之间的通信与数据传输；

所述信号采集单元、信号调理单元和模数转换单元形成16个完全相同的信号采集通道，

每一个信号调理单元还包括如下电路：

互导放大电路，用于将光探头输出的负电流信号转换为模拟电压信号，互导放大电路包括设置有稳压电路的基准电压偏置电路，基准电压偏置电路通过稳压电路为互导放大电路输出模拟电压信号提供一个正向的小幅基准电压，避免输入失调电压造成互导放大电路输出的模拟电压信号出现负值，导致超出模数转换单元的量程；

有源滤波电路，用于滤除混入互导放大电路中的高频噪声；

每个互导放大电路由数字模拟开关来切换放大倍数，数字模拟开关包括3个切换开关，3个切换开关分别连接100欧姆、47K欧姆和500K欧姆电阻，形成低、中、高三档，DSP主机控制单元控制16个互导放大电路的数字模拟开关同时切换到连接有相同大小电阻的开关，实现同时将16个互导放大电路的放大倍数切换到低、中或高三档中的任意一档。

本发明还提供了一种基于16通道闪光信号同步测量方法，其步骤为：

（1）上位机处理单元通过USB2.0数据传输单元将系统采样闪光信号的总时间T_w1和采样间隔时间t_s1传输到DSP主机控制单元，系统采样次数n= T_w1/t_s1；

（2）DSP主机控制单元设定应用程序缓冲区的大小为β字节，β=32n；