一、產(chǎn)品概述
   TYK-GDS01Ⅱ型 光電技術綜合實訓平臺是由光學導軌、數(shù)字儀表及電子元器件平臺、52單片機設計組件及CCD設計組件等部分構成，儀器配備各種電源接口及0-200V 高壓可調(diào)電源和0-12V低壓可調(diào)電源，可為學生搭建各種實驗電路提供電源。學生能夠利用平臺自行搭建各種光學系統(tǒng)、光電傳感器的變換及處理電路，完成各種關于光電技術方面的應用開發(fā)設計，從各方面提高學生的動腦動手能力及創(chuàng)新意識，幫助高校培養(yǎng)光電技術人才。
 1. 光學導軌：可利用導軌滑塊自行調(diào)節(jié)光學配件的距離，配合電子元器件搭建出幾何光學、物理光學、光電檢測與光電控制等系統(tǒng)，并與儀器內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相結合完成各種實驗系統(tǒng)。
 2. 數(shù)字儀表平臺：平臺提供2塊數(shù)字電壓表（四位半），2塊數(shù)字電流表（四位半）和1塊自動更換量程的數(shù)字照度計，這些數(shù)字儀表可以應用在電路中進行各種電路參數(shù)的測量。
 3. 電阻、電容及器件平臺：此平臺配備各種電阻、電容、二極管、三極管、集成運算放大器、光電耦合器件，學生在此平臺靈活搭建電路來完成實驗。
 4. 52單片機程序下載平臺：學生在此平臺來完成有關單片機方面的設計實驗也可做畢業(yè)設計、創(chuàng)新設計。
 5. 線陣CCD驅動電路平臺：學生在此平臺自行設計線陣CCD驅動電路。
 6. 現(xiàn)場可編程邏輯器件（CPLD）設計平臺：通過CPLD進行開發(fā)設計，提高學生動腦能力。
 7. 計算機功能軟件：平臺配備有各種功能軟件，包括線陣CCD尺寸測量、角度測量、位移測量、條碼識別、圖像掃描軟件，面陣CCD邊緣與輪廓檢測、物體的尺寸測量、圖像的點運算、圖像的幾何變換、圖像采集與參數(shù)設置、投影與差影圖像分析、圖像的濾波與增強、形態(tài)學處理、旋轉與縮放、顏色識別與變換等圖像處理軟件。不但提供DEMO演示軟件還提供SDK軟件開發(fā)包，供學生進行二次開發(fā)。

二、教學目的
 1. 了解并掌握各種光學配件及其實驗的原理和應用；
 2. 了解并掌握各種光電傳感器的工作原理、變換電路、處理電路；
 3. 了解并掌握52單片機程序編寫；
 4. 了解并掌握52單片機外圍電路設計；
 5. 了解CPLD的應用開發(fā)技術；
三、配置內(nèi)容 
    光電二極管2只；光電三極管2只；光敏電阻2只；硅光電池1只；發(fā)光二極管R、G、B、W四色各1只；PIN光電二極管1只；雪崩光電二極管（APD）1只；UVM-30A紫外線探測傳感器1只；LED點光源裝置1支；光電器件安裝裝置2件；熱釋電實驗裝置1件；PSD實驗裝置1件；光柵莫爾條紋實驗裝置1件；四象限光電傳感器及實驗裝置1套；線陣CCD相機及夾持器1套；彩色面陣CCD相機與相機夾持器1套；USB2.0接口8位A/D線陣CCD數(shù)據(jù)采集卡1塊；50mm相機鏡頭1個；彩色面陣CCD圖像采集卡1塊；面陣CCD圖像采集標準圖片及夾持裝置1套；尺寸測量實驗裝置1件；傾角測量實驗裝置1件；條形碼識別實驗裝置1件；振動實驗裝置1件；52單片機開發(fā)系統(tǒng)裝置1套；白色遠心照明光源1只；650nm點型3mw半導體激光器1只；圖像掃描實驗裝置1件；導軌固定底座4個；導軌底座支撐桿4個；一維調(diào)整架2個；一維底座2個；300mm連接線40顆；500mm連接線10顆；
四、技術參數(shù)
 1. 數(shù)字電壓表：精度四位半；量程20V,200V；
 2. 數(shù)字電流表：精度四位半；量程20mA,200mA；
 3. 數(shù)字照度計：自動更換量程；測量范圍0.1～1.999×10３x；
 4. 光電二極管：暗電流 ID=±0.1uA；光電流IL=±80uA；峰值響應880nm；最高工作電壓30V；開關時間50/50ns；光譜范圍400～1100nm； 
 5. 光電三極管：集電極-發(fā)射極電壓30V；發(fā)射極-集電極電壓5V；集電極電流20mA；
 6. 光敏電阻：暗電阻1.0MΩ；亮電阻8～20KΩ（10Lx）；
 7. 硅光電池：開路電壓小于500mV；短路電流小于18mA；輸出電流小于16.5mA；感光面積10X10mm；
 8. PIN光電二極管：反向電壓40V；峰值波長920nm；開路電壓0.4V；短路電流85uA；
 9. 雪崩光電二極管（APD）：工作電壓100V～150V；峰值波長（λp）660nm；
 10. 四象限光電傳感器：光敏直徑13mm；光譜響應范圍380～1100nm；
 11. 一維PSD：光敏區(qū)1mm*8mm；光譜響應范圍300-1100nm；Ev=1000LX 2856K時，開路電壓為0.3V，短路電流為55µA；PSD調(diào)整架：位移范圍13mm；位移精度0.01mm；
 12. 熱釋電器件：型號：RE200B；靈敏元面積：2.0×1.0mm2；基片材料：硅；基片厚度：0.5mm；工作波長：5-14µm；平均透過率＞75%；
 13. 光電耦合器：型號：4N35；隔離電壓:5300V；輸入電流:10mA；輸出電壓:30V；工作溫度范圍:-55°Cto+100°C；最大正向電流, If:60mA；正向電壓Vf最大:1.5V；電壓,Vceo:30V；電壓,Vf典型值:1.3V；輸出電壓最大:30V；擊穿電壓最小:30V；電流傳遞率(CTR) 最小值:100%；
 14. CPLD:最大延遲時間tpd(1)10.0ns；電壓電源內(nèi)部3V~3.6V邏輯元件/邏輯塊數(shù)目4；宏單元數(shù)64；門數(shù)1250；輸入/輸出數(shù)34；工作溫度0°C~85°C；
 15. 內(nèi)置示波器參數(shù)：
 1）直流增益精確度：±3%； 
 2）觸發(fā)類型：邊沿觸發(fā)，脈寬觸發(fā)，視頻觸發(fā)，斜率觸發(fā)，交替觸發(fā)；
 3）觸發(fā)電平范圍：（內(nèi)部）距屏幕中心±5格；
 4）觸發(fā)電平精確度（典型的）適用于上升和下降時間≥20ns的信號：±0.3格；
 5）釋抑范圍：100ns～10s；
 6）信號制式和行/場頻率：（視頻觸發(fā)類型）支持標準的NTSC、PAL和SECAM廣播制式；
 7）觸發(fā)方式：自動、正常、單次；
 8）光標測量：光標間電壓差(△V)、光標間時間差(△T)；
 9）自動測量：峰-峰值、平均值、均方根值、頻率、周期、最大值、最小值、頂端值、底端值、幅度、過沖、預沖、上升時間、下降時間、正脈沖、負10）脈寬、正占空比、負占空比、延遲A→B、延遲A→B；
11）數(shù)學操作：加、減、乘、除、FFT；
12）李沙育圖形：①帶寬：滿帶寬；②相位差：±3degrees；
13）標準接口：USB2.0；LAN接口（可選）；
14）多功能接口：①信號類型：同步輸入、同步輸出、通過/失敗輸出、外部觸發(fā)輸入；②電平標準：TTL；
15）電源：≤5W；
 16. 線陣CCD相機：有效像元數(shù)2160像元；像元尺寸(μm)14×14×14；靈敏度(V/lx.s)45；動態(tài)范圍1700；
 17. 彩色面陣CCD相機：有效像元數(shù)768（水平）×576（垂直）；
 18. 線陣CCD數(shù)據(jù)采集卡：USB2.0接口、8位A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
 19. 彩色面陣CCD圖像采集卡：分辨率8bit×3采集；USB2.0接口；
 20. 鏡頭：焦距50mm；
 21. 電器參數(shù)：輸入電壓AC220V，50Hz；功耗200W；
 22. 接口方式：與計算機連接接口為USB2.0總線接口方式；
 23. 計算機系統(tǒng)配置：19英寸液晶顯示器；內(nèi)存2.0GB；CPU速度高于2.4GHz；硬盤高于250G；USB2.0接口；防水耐用鍵盤及光電鼠標；
 24. 操作軟件：操作系統(tǒng)與Windows2000、WindowsXP、Windows7兼容；
 25. 主機尺寸：700mm×550mm×280mm，重量：24 kg，導軌長度：700mm；
五、能夠完成的實驗內(nèi)容
（1）光電技術方面實驗
 1. 光敏電阻特性參數(shù)及其測量；
 2. 光敏電阻伏安特性實驗；
 3. 光敏電阻的變換電路；
 4. 光敏電阻時間響應特性；
 5. 光電二極管光照靈敏度的測量；
 6. 光電二極管伏安特性的測量；
 7. 光電二極管時間響應特性的測量；
 8. 硅光電池在不同偏置狀態(tài)下的特性參數(shù)及其測量；
 9. 測量硅光電池在反向偏置下的時間響應；
 10. 光電三極管光照靈敏度的測量；
 11. 光電三極管伏安特性的測量；
 12. 光電三極管時間響應的測量；
 13. 光電三極管光譜特性的測量；
 14. 光電耦合器電流傳輸比的測量；
 15. 光電耦合器件伏安特性的測量；
 16. 光電耦合器件時間相應的測量；
 17. 熱釋電器件基本原理實驗；
 18. 熱釋電器件光譜響應的測試實驗；
 19. PSD位移傳感器特性參數(shù)的測量；
 20. 四象限光電傳感特性實驗；
 21. 雪崩光電二極管（APD）特性實驗；
 22. PIN光電二極管特性實驗；
 23. 線陣CCD驅動系統(tǒng)設計實驗；
 24. 太陽能電池實驗；
 25. 光電測距實驗；
 26. 光調(diào)制解調(diào)實驗；
（2）光電檢測技術實驗
 1. 線陣CCD 原理與驅動特性
 2. 線陣CCD 輸出特性的測量
 3. 利用線陣CCD 進行物體外形尺寸的測量
 4. 線陣CCD 的A/D 數(shù)據(jù)采集
 5. 用軟件提取邊緣信號的二值化
 6. 利用線陣CCD 測量物體的傾斜角度
 7. 條形碼的測量與識別實驗
 8. 用線陣CCD 測量物體的振動
 9. 利用線陣CCD 進行圖像掃描
 10. 光柵與莫爾條紋實驗；
 11. 面陣CCD原理與驅動實驗；
 12. 利用面陣CCD測量物體外形尺寸；
 13. 利用面陣CCD提取物體的邊緣與輪廓；
 14. 利用面陣CCD進行圖像采集與參數(shù)設置；
 15. 利用面陣CCD進行投影與差影圖像分析；
 16. 利用面陣CCD進行圖像的濾波與增強；
 17. 利用面陣CCD進行形態(tài)學處理；
 18. 利用面陣CCD進行物體的旋轉與縮放；
 19. 利用面陣CCD對顏色識別；
 20. 利用面陣CCD進行圖像信息的點運算；
 21. 利用面陣CCD進行圖像的幾何變換；
 22. 利用面陣CCD進行數(shù)據(jù)采集實驗；
（3）二次開發(fā)實驗（52單片機開發(fā)實驗）
 1. 52單片機程序編寫實驗；
 2. 52單片機外圍電路設計實驗；
 3. 基于52單片機的數(shù)字時鐘設計實驗；
（4）CPLD應用技術方面的實驗
 1. 編寫與設計時鐘邏輯電路實驗；
 2. 編寫與設計2160像元的線陣CCD驅動電路實驗；
 3. 編寫與設計線陣CCD二值化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)邏輯電路；
六、平臺配套文件資料
 1. 實驗指導書1本；
 2. 軟件：平臺軟、硬件使用手冊等內(nèi)容；
 3. 實驗錄像光盤1套 ；
備注：客戶自行配置示波器。