基于單片機(jī)控制的增益自動(dòng)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

紫外光譜遙感儀所測(cè)量的太陽(yáng)/大氣輻射信號(hào)具有范圍大、變化快的特點(diǎn)，一般的增益自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法難以實(shí)現(xiàn)。為此提出了一種基于單片機(jī)控制，并結(jié)合模擬及數(shù)字通道增益轉(zhuǎn)換優(yōu)點(diǎn)的自動(dòng)選擇合適增益的設(shè)計(jì)，提高了儀器的智能化及實(shí)時(shí)性。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)增益 自動(dòng)轉(zhuǎn)換
星載紫外光譜遙感儀器的主要任務(wù)是通過(guò)測(cè)量地外太陽(yáng)光譜輻照度及大氣的太陽(yáng)后向
散射光譜輻亮度，經(jīng)反演后得出臭氧總量的垂直分布，為全球氣候變化提供數(shù)據(jù)。作為一臺(tái)空間太陽(yáng)/大氣輻射測(cè)量系統(tǒng)，它采用的是壓頻轉(zhuǎn)換和調(diào)制解調(diào)實(shí)時(shí)扣除背景噪聲、零點(diǎn)飄移的方案，并具有增益量程寬、精度高、信息量大和能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的特點(diǎn)。
太陽(yáng)/大氣紫外光譜輻射強(qiáng)度本身隨波長(zhǎng)變化很大，其最小量化信號(hào)與滿量程最大信號(hào)
之間要跨越104 ~105 量級(jí)。且受云覆蓋情況的迅速變化影響，輻射信號(hào)的大小也劇烈變化。
對(duì)于這樣大范圍且快速變化的信號(hào)，如果采用固定增益放大，將導(dǎo)致某些范圍的信號(hào)測(cè)量精度降低，或者某些范圍的信號(hào)溢出。若完全由硬件實(shí)現(xiàn)增益自動(dòng)轉(zhuǎn)換，將大大地增加系統(tǒng)硬件復(fù)雜性，使系統(tǒng)可靠性、靈活性降低。而選擇地面數(shù)據(jù)注入增益信息，對(duì)系統(tǒng)增益進(jìn)行更改的方法，對(duì)于變化迅速的空間輻射信號(hào)和相對(duì)緩慢的人為判斷而言，即便頻繁地進(jìn)行數(shù)據(jù)注入，也無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換的目的。此外，國(guó)外同類(lèi)儀器采用了多個(gè)不同增益的通道同時(shí)數(shù)據(jù)采集方案，也明顯存在硬件復(fù)雜、后續(xù)處理困難的問(wèn)題。
為此，本文提出了一種基于單片機(jī)控制的實(shí)時(shí)的增益自動(dòng)轉(zhuǎn)換的方法，保證了紫外光譜
遙感儀器工作于最佳的電平區(qū)域內(nèi)，在較寬的增益量程內(nèi)進(jìn)行高精度的測(cè)量，并取得了滿意的結(jié)果。