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基于单片机控制的增益自动转换设计
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2009-08-22
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紫外光谱遥感仪所测量的太阳/大气辐射信号具有范围大、变化快的特点，一般的增益自动转换方法难以实现。为此提出了一种基于单片机控制，并结合模拟及数字通道增益转换优点的自动选择合适增益的设计，提高了仪器的智能化及实时性。
关键词：单片机增益 自动转换
星载紫外光谱遥感仪器的主要任务是通过测量地外太阳光谱辐照度及大气的太阳后向
散射光谱辐亮度，经反演后得出臭氧总量的垂直分布，为全球气候变化提供数据。作为一台空间太阳/大气辐射测量系统，它采用的是压频转换和调制解调实时扣除背景噪声、零点飘移的方案，并具有增益量程宽、精度高、信息量大和能长期稳定工作的特点。
太阳/大气紫外光谱辐射强度本身随波长变化很大，其最小量化信号与满量程最大信号
之间要跨越104 ~105 量级。且受云覆盖情况的迅速变化影响，辐射信号的大小也剧烈变化。
对于这样大范围且快速变化的信号，如果采用固定增益放大，将导致某些范围的信号测量精度降低，或者某些范围的信号溢出。若完全由硬件实现增益自动转换，将大大地增加系统硬件复杂性，使系统可靠性、灵活性降低。而选择地面数据注入增益信息，对系统增益进行更改的方法，对于变化迅速的空间辐射信号和相对缓慢的人为判断而言，即便频繁地进行数据注入，也无法达到实时转换的目的。此外，国外同类仪器采用了多个不同增益的通道同时数据采集方案，也明显存在硬件复杂、后续处理困难的问题。
为此，本文提出了一种基于单片机控制的实时的增益自动转换的方法，保证了紫外光谱
遥感仪器工作于最佳的电平区域内，在较宽的增益量程内进行高精度的测量，并取得了满意的结果。
关键词：单片机增益 自动转换
星载紫外光谱遥感仪器的主要任务是通过测量地外太阳光谱辐照度及大气的太阳后向
散射光谱辐亮度，经反演后得出臭氧总量的垂直分布，为全球气候变化提供数据。作为一台空间太阳/大气辐射测量系统，它采用的是压频转换和调制解调实时扣除背景噪声、零点飘移的方案，并具有增益量程宽、精度高、信息量大和能长期稳定工作的特点。
太阳/大气紫外光谱辐射强度本身随波长变化很大，其最小量化信号与满量程最大信号
之间要跨越104 ~105 量级。且受云覆盖情况的迅速变化影响，辐射信号的大小也剧烈变化。
对于这样大范围且快速变化的信号，如果采用固定增益放大，将导致某些范围的信号测量精度降低，或者某些范围的信号溢出。若完全由硬件实现增益自动转换，将大大地增加系统硬件复杂性，使系统可靠性、灵活性降低。而选择地面数据注入增益信息，对系统增益进行更改的方法，对于变化迅速的空间辐射信号和相对缓慢的人为判断而言，即便频繁地进行数据注入，也无法达到实时转换的目的。此外，国外同类仪器采用了多个不同增益的通道同时数据采集方案，也明显存在硬件复杂、后续处理困难的问题。
为此，本文提出了一种基于单片机控制的实时的增益自动转换的方法，保证了紫外光谱
遥感仪器工作于最佳的电平区域内，在较宽的增益量程内进行高精度的测量，并取得了满意的结果。
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