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快速LED光电参数测量系统研究

谢炜  
【摘要】:LED光电参数测量系统是LED分选设备的核心,直接决定了LED分选的速度和准确度。目前LED分选设备采用光谱卡、电参数卡各自采集数据后将数据传送至PC机,由PC机计算得到光参数及电参数后进行显示与判别。随着LED产能的继续扩大、现有LED分选设备的分选速度及价格越来越受到挑战。因此在LED光电参数测量过程中,在测量速度上的进一步挖掘及成本上的进一步压低就变为非常有必要,本项课题即基于以上两点原因开展。 本文首先详细阐述了LED的发光机理、主要电学参数、光学参数及色度学参数地测试原理及方法,并根据相关原理及方法,设计了快速LED光电参数测量系统的整体结构。 系统分为光参数检测模块(自制光谱仪)与电参数测试及显示模块,分别由两块NXP公司的Cotex-M3芯片(LPC1768,以下简称M3)作为处理器。两个模块通过USB传输,而且仅仅传输计算后得到的色度学参数,节约了时间。 光参数检测模块为一台自制的低成本光纤光谱仪。光学系统采用交叉非对称(Czerny-Turner)成像系统,结合高灵敏度、低成本的线阵CCD作为光传感器,实现了从350-1000nm范围的快速光谱测量。经测试,该仪器积分时间为1ms-65s,光谱分辨率优于1nm(闪耀波长处),像素分辨率为0.372nm/pixel。 电参数测试及显示模块同样采用M3芯片作为控制核心。为了测得LED的电学参数,设计了可程控的恒流恒压源,以及正向电压和反向漏电流测量电路,配合AD转换电路,获得相应电学参数数值。同时,采用UCOS-II与UCGUI结合,设计了基于M3系统的人机界面,可实现LED主要性能参数的显示。通过USB口触发光参数模块,光参数模块的M3将测得的光谱数据计算出检测需要的色度学参数值,并且通过USB传递给电参数模块,最终由电参数模块中的显示模块将测得的参数显示在人机界面上。人机界面的设计使得本系统可以完全脱离PC机,并可缩短光电参数模块与显示终端之间数据传输的时间,在降低了系统成本的同时提升了系统的测试速度,并且使得系统的便捷性得到了提高。 利用设计的LED光电参数测量系统进行了实际测试,测试结果基本满足要求。同时在脱离LED分选机械控制的前提下,提升了光电参数的检测时间。在实际应用中,能够快速获得LED光电参数,具有较高的灵敏度和便捷性,满足实际的要求。


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