2.1 红外对射管
观片仪自动开关由红外对射管传感器实现。当红外对射管之间插入射线底片后,红外接收管则输出信号,程序检测到该信号从而打开CCFL;当系统闲置时,观片仪则自动熄灭。
红外对射管选择霍尼韦尔公司的SEP8505-002,其工作波长为935nm,材料为GaAs(砷化镓),发光功率为7.8mW/cm(流明),光谱宽度为80 nm,正向压降为1.5V,输出电流为20 mA。与其配对的红外接收管为SDP8405—002,功率为70 mW,工作方式为三极管射极跟随输出方式。光电接收管的输出饱和电流为0.4 mA,CE极的饱和电压为0.4V,红外检测电路见图2。
2.2 光强信号采集与调理
光电传感器在0~50 000 lux范围的照度下产生O~412 mV的电压,而单片机的A/D输入电压范围为O~3.3V,因此系统采用LM324对信号进行放大调理,其放大电路见图3。为实现将0~412 mV的电压放大到O~3.3V的范围,设计放大倍数为8,放大倍数由式(1)确定:
Av=1+R24/R23 (1)
确定R23选择10 kΩ电阻,R24选择80 kΩ电阻。LM324由四个独立的运放组成,为了提高采集光强的准确度,分别用两个光电传感采集CCFL光强,两个采集环境光强,对这四路分别放大后直接输入到C8051F350的高精度AD转换通道0~3进行A/D化处理。
2.3 主控部分
主控芯片采用了美国Silicon Laboratories公司的混合信号ISP FLAsH微控制器C8051F350,其内部有一个全差分24位高精度Sigma-Delta模/数转换器(ADC),该ADC具有片内校准功能,保证了观片仪亮度的高精度动态调节。为实现其系统的稳定性和可靠性,采用模拟和数字分开供电,减少了数字信号和模拟信号之间的干扰。C8051F350主要控制观片仪的自动开关、光信号的A/D转换与处理、控制信号的输出、RS 232串口通信。