基于FPGA與色敏傳感器的顏色識(shí)別系統(tǒng)

3．2 放大模塊
圖2是模擬部分制成PCB后的實(shí)物圖。選取了有代表性的紅、綠、藍(lán)3種顏色，分別用相應(yīng)顏色的發(fā)光二極管來(lái)代表。使顏色識(shí)別系統(tǒng)有充足的光線照射，便于探測(cè)。

色敏傳感器負(fù)責(zé)把不同顏色的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，但是電流信號(hào)只是幾十到幾百nA的數(shù)量級(jí)，需要放大電路來(lái)放大到所需要的程度。不同顏色產(chǎn)生的微弱電流信號(hào)傳送到對(duì)應(yīng)的線路通道上，通過(guò)以下3級(jí)放大，把nA級(jí)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成V級(jí)的電壓信號(hào)。具體電路如圖3所示。

①第1級(jí)是在電流放大的模式下工作，運(yùn)放選用高精度、低噪聲的高精密運(yùn)放OP177。經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)大致能達(dá)到幾十mV。這個(gè)幅度的電壓還太小，不能輸入到數(shù)字系統(tǒng)，因此還要對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的放大。
②第2級(jí)放大為同相的電壓放大，選用高精度的集成運(yùn)放OP07。放大后的電壓幅度大致為幾百mV，且放大的輸出為負(fù)。
③第3級(jí)放大要采用反相的電壓放大，運(yùn)放同樣選用OP07。輸出的信號(hào)幅度為幾伏，能夠滿足輸入數(shù)字系統(tǒng)的要求。
3．3 濾波模塊
經(jīng)過(guò)放大后的直流信號(hào)，因?yàn)橛性肼暤母蓴_，還有一些毛刺。經(jīng)過(guò)查閱參考文獻(xiàn)和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，最終采用20 Hz二階有源低通濾波器，可以為后面的級(jí)聯(lián)使用提供干凈的信號(hào)。

4 數(shù)字部分
本次設(shè)計(jì)的核心地方是數(shù)字部分，系統(tǒng)的搭建是基于Altera公司的NiosII處理器。