使用USB-2533开发散射光检测仪

简介
OSI Optoelectronics是一家生产标准与定制光电二极管和光学传感器的制造商,其产品广泛应用于各领域,如医学、商业、军事、X射线产品与无线电通讯。

挑战
OSI需要开发一种低成本数据采集系统,该系统从48个独立探测器中收集数据并通过 USB总线将数字化信号传输至PC。这48个独立探测器被巧妙放置在一个机械框架上以收集物体的散射光。由于散射光密度很低,因此必须选用低噪声、对低密度光灵敏度高的探测器。概念验证原型的允许设计时间为2个月。

OSI Optoelectronics曾使用PCI插头的数据采集卡获取48路模拟数据,这些数据来源于暴露在低强度散射光下的探测器。OSI希望用基于USB的DAQ解决方案替换基于PCI的系统。由于工作原型需在2个月之内完成,因此要求快速的软件开发周期。OSI需做出设计变动,原因如下:

  1. 高灵敏度探测器能更好地响应低强度散射光
  2. 去除将48通道模拟数据从仪器连接至外部台式PC中PCI板的扁平带状电缆
  3. 通过使数字化更接近模拟数据源来降低数字信号中的噪声
  4. 实现更高的采样率,使48路独立通道数据的获取时间尽可能接近
  5. 用笔记本电脑取代台式机
  6. 降低数据采集硬件的成本

解决方案
选用来自光电DP系列高灵敏度的OSI 光电探测器,DP系列提供低电容、中等响应速度的高响应率、低噪声以及较宽温度范围下的长期稳定性。

选用MCC USB-2533 作为数据采集电子元件,以提供16位数字化并通过USB总线传输数据至PC端。USB-2533的选择基于多种因素。其1MHz采样率高于现有PCI板卡且提供最短的通道切换时间。

USB板卡也可以节省成本,其成本仅为现有PCI硬件的1/3。OSI可将体积小巧的 USB-2533 内置于仪器中,使信号的数字化更接近模拟数据源、最小化噪声并增加信噪比。高灵敏度探测器与USB-2533结合满足了产品的目标需求。

由OSI设计的定制接口板安装于USB-2533的引脚连接头上。该板为48路模拟通道上独立的光电探测器提供接口。

结果
MCC销售与工程人员提供的支持十分重要。销售团队在需求提报后三天内评估了 USB-2533 板卡和Universal Library™软件。技术支持工程师则提供了Visual C++®(选用编程语言)的示例程序代码。这些示例开启了应用程序代码的开发,使OSI在规定时间内完成并交付了设计原型。重新设计的仪器采样速度更高,所有探测器的扫描时间也更为接近,且USB-2533中16位A/D使精确度得到提高。探测器越灵敏(对所需波长有更好的响应率),越可以提供低光水平下更好的信号,从而改善成像质量(信噪比)。

重新设计的仪器将很快上市,实现了成本节省及性能提升。


Author Information
Author: Neeraj Agrawal
Engineering Project Manager
OSI Optoelectronics
12525 Chadron Ave
Hawthorne, CA 90250
www.osioptoelectronics.com

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