基于FPGA與色敏傳感器的顏色識別系統(tǒng)

3．2 放大模塊
圖2是模擬部分制成PCB后的實物圖。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)光二極管來代表。使顏色識別系統(tǒng)有充足的光線照射，便于探測。

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

①第1級是在電流放大的模式下工作，運放選用高精度、低噪聲的高精密運放OP177。經(jīng)過放大的信號大致能達(dá)到幾十mV。這個幅度的電壓還太小，不能輸入到數(shù)字系統(tǒng)，因此還要對電壓信號進(jìn)行進(jìn)一步的放大。
②第2級放大為同相的電壓放大，選用高精度的集成運放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級放大要采用反相的電壓放大，運放同樣選用OP07。輸出的信號幅度為幾伏，能夠滿足輸入數(shù)字系統(tǒng)的要求。
3．3 濾波模塊
經(jīng)過放大后的直流信號，因為有噪聲的干擾，還有一些毛刺。經(jīng)過查閱參考文獻(xiàn)和實際的實驗測試，最終采用20 Hz二階有源低通濾波器，可以為后面的級聯(lián)使用提供干凈的信號。

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