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如何提升光譜儀的掃描速度
2022-02-23 20:30:38· 來源：橫河測(cè)試測(cè)量
“唉，為什么你的光譜儀可以跑這么快？”“明明我們的型號(hào)是一樣的啊？難道你這是升級(jí)版？”大家在使用光譜儀時(shí)，是否也想讓它的檢測(cè)速度更快，從而提高研發(fā)和生
“唉，為什么你的光譜儀可以跑這么快？”
“明明我們的型號(hào)是一樣的?。侩y道你這是升級(jí)版？”
大家在使用光譜儀時(shí)，是否也想讓它的檢測(cè)速度更快，從而提高研發(fā)和生產(chǎn)效率呢？但是在不了解光譜儀的原理和特性時(shí)，真不知道從何下手??！今天我們就帶著這個(gè)問題來探討，哪些是提升橫河光譜儀掃描速度的關(guān)鍵因素。
決定光譜儀掃描速度的因素大致有以下5個(gè)方面
光柵的旋轉(zhuǎn)速度
靈敏度設(shè)置
雙倍速模式
采樣點(diǎn)數(shù)的多少
平均次數(shù)的設(shè)定
1. 光柵的旋轉(zhuǎn)速度
光譜儀的光柵部分是由硬件決定的，它所匹配的步進(jìn)電機(jī)不僅考驗(yàn)精度也同時(shí)考驗(yàn)著它的速度。光柵的旋轉(zhuǎn)速度是決定光譜呈現(xiàn)快慢的最直接的因素。橫河光譜儀整體的單色儀設(shè)計(jì)十分優(yōu)秀，從而保證它的光柵特性在同類別光譜儀中處于絕對(duì)的領(lǐng)先地位。
2. 靈敏度設(shè)置
光譜儀的靈敏度Sensitivity 的設(shè)置原本是用來調(diào)整弱信號(hào)的測(cè)試能力，最高靈敏度High3可以測(cè)試到-90dBm的弱信號(hào)。但提高靈敏度的同時(shí)，掃描速度會(huì)隨之減慢。反過來，只要我們?cè)O(shè)置的靈敏度適當(dāng)降低，光譜儀的掃描速度就會(huì)加快。因?yàn)槊總€(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間在不同靈敏度下是不同的，參考下表。
通常，我們可以根據(jù)輸入的光信號(hào)強(qiáng)弱來決定靈敏度的設(shè)定，設(shè)置太低可能會(huì)被噪聲掩蓋，不能完整地看到你想要的光譜曲線。而設(shè)置太高，雖然可以看到完整的光譜，但是掃描速度是會(huì)慢好幾倍。所以設(shè)置比較合適的靈敏度才能得到理想的結(jié)果，同時(shí)也可以保證速度。
從上圖看到，同一個(gè)信號(hào)，輸入到光譜儀中的強(qiáng)度足夠時(shí)，用不同的靈敏度所得到的光譜基本一致。但是測(cè)試的時(shí)間長(zhǎng)度卻大有不同了，所以小伙伴們知道靈敏度對(duì)掃描速度的影響了吧？
3. 雙倍速模式
光譜儀上有個(gè)選項(xiàng)，大家平時(shí)容易忽略，“SWEEP SPEED”——掃描速度設(shè)置。
與正常模式相比，該模式下掃描速度提高至少兩倍，而靈敏度僅僅降低了2dB。正常情況下，這個(gè)設(shè)置不會(huì)對(duì)光譜有明顯的影響，除非信號(hào)比較弱，觸及到設(shè)備的本地噪聲。
4. 采樣點(diǎn)數(shù)的多少
從根本上說，每個(gè)光譜儀掃描的總時(shí)間等于所有采樣點(diǎn)所需掃描時(shí)間的累積。所以采樣點(diǎn)數(shù)越多所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，速度也會(huì)慢下來。光譜儀默認(rèn)情況下的采樣點(diǎn)數(shù)會(huì)由相關(guān)設(shè)置自行變更，如果光譜儀上設(shè)置自動(dòng)采樣點(diǎn)，其計(jì)算方法如下：
基于上述算法，如果設(shè)置span不變，分辨率/采樣間隔不變的前提下，我們可以手動(dòng)設(shè)置采樣點(diǎn)數(shù)，代替自動(dòng)獲取點(diǎn)數(shù)，只要減少采樣點(diǎn)數(shù)，掃描速度就上去了。
這里我們把采樣點(diǎn)數(shù)從自動(dòng)的1001變?yōu)槭謩?dòng)的501，可以看到光譜的曲線基本不變。但是，掃描時(shí)間縮短了將近一半。
這里需要注意一個(gè)事，點(diǎn)數(shù)減少可能會(huì)使光譜顯得不那么光滑，所以注意點(diǎn)數(shù)的設(shè)置。
采樣點(diǎn)數(shù)與曲線光滑性舉例
5. 平均次數(shù)
為了提高信噪比，儀器可以增加掃描的平均次數(shù)，但是掃描速度會(huì)降低。在setup下就可設(shè)置，如圖
平均次數(shù)一般默認(rèn)是1，也就是光譜儀掃描一次就顯示光譜，設(shè)置2~999時(shí)，每個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)會(huì)取每次掃描的平均值。所以想要掃描速度越快，平均次數(shù)就設(shè)置1即可。
注意：如果開啟了X2兩倍速模式，則無法設(shè)置平均次數(shù)。
總結(jié)
想要讓光譜儀掃描更快速，第一靈敏度很重要，第二雙倍速模式是否開啟(部分機(jī)型沒有這個(gè)功能)，第三采樣點(diǎn)數(shù)多少有直接關(guān)系，第四平均次數(shù)設(shè)為1。記住這幾點(diǎn)，基本上你就可以玩轉(zhuǎn)光譜儀了~
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