光谱仪控制电路以及光谱仪制造技术

本发明专利技术涉及一种光谱仪控制电路以及光谱仪。该电路包括信号采集模块，其耦接到所述光谱仪中的图像传感器，用于接收所述图像传感器的输出信号，并基于所述输出信号而生成光谱数据；主控器，其通过以太网连接接口耦接到外部控制设备，并耦接到所述信号采集模块；所述主控器用于从所述信号采集模块获取所述光谱数据，以及用于在集成或耦接到所述主控器的缓存单元中缓存预定数量帧光谱数据，并将所述预定数量帧光谱数据发送给所述外部控制设备；其中所述缓存单元被设置为具有等于或超过所述预定数量帧光谱数据的存储空间。

【技术实现步骤摘要】
光谱仪控制电路以及光谱仪
本专利技术涉及电子线路
，更具体地，本专利技术涉及光谱仪控制电路以及采用该控制电路的光谱仪。
技术介绍
光谱型椭圆偏振仪是一种采用椭圆偏振的光学方法来检测薄膜厚度、光学常数以及材料微结构的光学测量设备，其广泛应用于半导体制造行业中。在检测过程中，该椭圆偏振仪需要利用光谱仪将具有被测薄膜特征的光信号转换成不同波长的光谱数据，以供后续的数据处理设备解析。对于通常应用的光谱仪，其所采集的光谱数据会被传输给电脑以进行数据运算处理。在采集过程中，被测光在短时间内会保持相对不变，因而对采集光谱数据没有实时性要求，应用也比较简单。因此，现有技术的光谱仪的控制电路通常是通过USB (UniversalSerial BUS，通用串行接口)接口与外部控制计算机相连。USB接口较高的数据传输速度能够保证光谱数据的快速传输，而且USB接口还能够提供一定驱动能力的电源，以驱动光谱仪运行。当被测光的光强较弱时，光谱仪通常采用CCD(Charge-Coupled Device,电荷f禹合型器件)图像传感器来感测光强。然而，在对信噪比要求更加严格的应用场合，为了减少(XD图像传感器的暗电流引起的噪声,通常需要采用自带TEC(Thermo Electric Cooler,半导体致冷器)致冷的CCD图像传感器。该TEC致冷器能够对CCD图像传感器进行降温，但是开启该TEC致冷器需要额外的电源供给。在工业设备中，光谱仪的电源地与电脑电源地都被连接到保护地，而USB接口的地又将光谱仪电源地与电脑电源地连接在一起以形成地环路。地环路的存在可能会引入干扰，从而严重影响电路的可靠性。此外，在实际应用中，现有技术中的光谱仪控制电路中用于缓存光谱数据的缓存空间很小，光谱数据需要不断地由该控制电路传送给外部控制计算机。然而，由于该外部控制计算机不能够及时读取数据，或者由于外部控制计算机与控制电路的通讯堵塞，有可能导致光谱数据不能够被完整地传送外部控制计算机，即光谱数据发生帧丢失或帧错位。这会降低光谱仪测量的可靠性，在某些应用中还有可能会严重影响测量结果的准确性。
技术实现思路
可见，需要提供一种具有较高可靠性的光谱仪控制电路。为了解决上述问题，根据本专利技术一个方面，提供了一种光谱仪控制电路，包括:信号采集模块，其耦接到所述光谱仪中的图像传感器，用于接收所述图像传感器的输出信号，并基于所述输出信号而生成光谱数据；主控器，其通过以太网连接接口耦接到外部控制设备，并耦接到所述信号采集模块；所述主控器用于从所述信号采集模块获取所述光谱数据，以及用于在集成或耦接到所述主控器的缓存单元中缓存预定数量帧光谱数据，并将所述预定数量帧光谱数据发送给所述外部控制设备；其中所述缓存单元被设置为具有等于或超过所述预定数量帧光谱数据的存储空间。与现有技术相比，上述方面的光谱仪控制电路能够将外部控制设备一次处理所需数量帧的光谱数据全部缓存在缓存单元中，从而避免了由于主控器与外部控制设备之间的通讯阻塞或通讯速率过低所导致的光谱数据丢失。这大大提高了光谱数据处理的可靠性。此外，由于光谱仪控制电路和外部控制设备是通过以太网连接接口相连，因此光谱仪控制电路的电源地与外部控制设备的电源地被电气隔离，从而能够有效消除地环路。这进一步提高了该光谱仪控制电路的可靠性。在一个实施例中，所述预定数量帧符合所述外部控制设备对所述光谱数据进行数据处理的数据量要求。在一个实施例中，所述主控器还用于接收来自于所述外部控制设备的控制指令，并响应于所述控制指令而获取、缓存并发送所述光谱数据。这使得该光谱仪控制电路能够在外部设备控制下进行工作，这大大提高了光谱数据采集的可控性。[0011 ] 在一个实施例中，所述外部控制设备用于在未完整地获取所述预定数量帧光谱数据时，向所述主控器发送指示重新发送所述预定数量帧光谱数据的控制指令；以及用于在获取所述预定数据量帧光谱数据后，向所述主控器发送指示从所述信号采集模块获取并缓存新的光谱数据的控制指令。在一个实施例中，还包括时序信号发生器，其耦接到所述图像传感器的驱动器与所述信号采集模块，用于生成所述驱动器的驱动时序信号并将所述驱动时序信号提供给所述驱动器，以及用于生成采集时序信号并将所述采集时序信号提供给所述信号采集模块。在一个实施例中，所述时序信号发生器由现场可编程逻辑门阵列构成。现场可编程逻辑门阵列的输入/输出接口丰富，逻辑门、寄存器等集成度高，各个信号之间的关系易于实现。此外，采用合理规模门电路的现场可编程逻辑门阵列占用印刷电路板的面积小，时序调试和升级也较为方便。在一个实施例中，所述主控器具有串行接口，所述串行接口用于耦接所述主控器与所述时序信号发生器以在其间交互信号；所述主控器还用于存储配置文件，所述配置文件用于初始化所述时序信号发生器，其中所述配置文件被通过所述串行接口发送到所述时序信号发生器。可以看出，该串行接口被复用为配置时序信号发生器以及交互信号，这可以简化电路结构，从而降低了电路成本。在一个实施例中，所述主控器包括集成或耦接到所述主控器的快闪存储单元，所述快闪存储单元用于存储所述配置文件。这样，配置文件不需要通过额外的存储模块存储，从而节省了电路成本。在一个实施例中，所述快闪存储器还用于存储主控器程序。在一个实施例中，所述以太网连接接口具有隔离变压器。隔离变压器能够有效地实现电气隔离。在一个实施例中，所述主控器集成有ARM系列微处理器。在一个实施例中，所述主控器是LPC2478型微控制器。LPC2478型微控制器集成了多种外围设备，例如大容量快闪存储器、SRAM缓存单元、SPKSerial PeripheralInterface，串行外设接口)串行接口、以太网连接接口等，为控制电路的简化提供了基础。根据本专利技术另一个方面，提供了一种光谱仪，该光谱仪包括根据前述方面的任一实施例所述的光谱仪控制电路。本专利技术的以上特性及其他特性将在下文中的实施例部分进行明确地阐述。【附图说明】通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，能够更容易地理解本专利技术的特征、目的和优点。其中，相同或相似的附图标记代表相同或相似的装置。图1示出了根据本专利技术一个实施例的光谱仪控制电路100 ；图2示出了根据本专利技术另一实施例的光谱仪控制电路200 ；图3及图4示出了图2的光谱仪控制电路200运行的流程。【具体实施方式】下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本专利技术的特定方式，而非限制本专利技术的范围。图1示出了根据本专利技术一个实施例的光谱仪控制电路100。该光谱仪控制电路100通常被设置在光谱仪中，用于耦接在光谱仪的图像传感器11与外部控制设备13，以控制光谱数据的采集与传输。如图1所示，该光谱仪控制电路100包括:信号采集模块101，其耦接到光谱仪中的图像传感器11，用于接收图像传感器11的输出信号，并基于该输出信号而生成光谱数据；主控器103，其通过以太网连接接口 105耦接到外部控制设备13，并耦接到信号采集模块101，该主控器103用于从信号采集模块101获取光谱数据，以及用于在集成或耦接到主控器103的缓存单元107中缓存预定数量帧光谱数据，并将该预定数量帧光谱数据发送给外部控制设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光谱仪控制电路，其特征在于，包括：信号采集模块，其耦接到所述光谱仪中的图像传感器，用于接收所述图像传感器的输出信号，并基于所述输出信号而生成光谱数据；主控器，其通过以太网连接接口耦接到外部控制设备，并耦接到所述信号采集模块；所述主控器用于从所述信号采集模块获取所述光谱数据，以及用于在集成或耦接到所述主控器的缓存单元中缓存预定数量帧光谱数据，并将所述预定数量帧光谱数据发送给所述外部控制设备；其中所述缓存单元被设置为具有等于或超过所述预定数量帧光谱数据的存储空间。

【技术特征摘要】
1.一种光谱仪控制电路，其特征在于，包括: 信号采集模块，其耦接到所述光谱仪中的图像传感器，用于接收所述图像传感器的输出信号，并基于所述输出信号而生成光谱数据； 主控器，其通过以太网连接接口耦接到外部控制设备，并耦接到所述信号采集模块；所述主控器用于从所述信号采集模块获取所述光谱数据，以及用于在集成或耦接到所述主控器的缓存单元中缓存预定数量帧光谱数据，并将所述预定数量帧光谱数据发送给所述外部控制设备；其中所述缓存单元被设置为具有等于或超过所述预定数量帧光谱数据的存储空间。2.根据权利要求1所述的光谱仪控制电路，其特征在于，所述预定数量帧符合所述外部控制设备对所述光谱数据进行数据处理的数据量要求。3.根据权利要求1所述的光谱仪控制电路，其特征在于，所述主控器还用于接收来自于所述外部控制设备的控制指令，并响应于所述控制指令而获取、缓存并发送所述光谱数据。4.根据权利要求3所述的光谱仪控制电路，其特征在于，所述外部控制设备用于在未完整地获取所述预定数量帧光谱数据时，向所述主控器发送指示重新发送所述预定数量帧光谱数据的控制指令；以及用于在获取所述预定数据量帧光谱数据后，向所述主控器发送指示从所述信号采集模块获取并缓存新的光谱数据的控制指令。5.根据权利要求1所述的光谱仪控制电路，其特征在于，还包括时序信号发生器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周万泉，王英，
申请(专利权)人：睿励科学仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：