发光二极管的色度分析

发光二极管的色度分析（共5篇）

发光二极管的色度分析篇1

LED光源现今已经广泛应用于照明领域和信息技术领域,而且有希望成为未来最主要的光源之一.随着LED产业的快速增长,LED的色度特性仍然是一个值得探讨的问题.以下章节以色度学理论为基础,对LED光源的主波长,色纯度,色温和显色指数等色度学参数进行了计算和研究.

1 LED的色品坐标

通过单色仪,可以测得不同光源的相对光谱功率分布,从而计算出色品坐标.如图1～图3分别为实验测出的蓝光LED、绿光LED、白光LED的相对光谱功率分布.

要计算颜色的色品坐标,要先计算颜色的三刺激值,计算公式如下

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式中,φ(λ)为LED样品的相对光谱功率分布;undefined(λ)、undefined(λ)、undefined(λ)是1931CIE-XYZ色度系统的标准色观察者光谱三刺激值,计算出物体颜色的三刺激值后由式(2)计算出物体的色品坐标

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算得:蓝光LED的色品坐标为x1=0.140 7,y1=0.082 5;绿光LED的色品坐标为x2=0.180 1,y2=0.707 4;白光LED的色品坐标为x3=0.325 7,y3 =0.350 0;

2 主波长和色纯度

颜色的色品除了用色品坐标表示外,还可用主波长和色纯度表示

2.1 主波长

一种颜色S的主波长,指的是某一种光谱色的波长,这种光谱色按一定比例与一种确定的参照光源相加混合,能匹配出颜色S.

但是,并不是所有的颜色都有主波长,色品图中连接白点和光谱两端点所形成的三角形区域内各色品点都没有主波长.因此引入补色波长这个概念[2].一种颜色S2的补色波长是指某一种光谱色的波长,此波长的光谱色与适当比例的颜色S2相加混合,能匹配出某一种确定的参照白光.

如果已知样品的色品坐标x-y和特定白光的色品坐标为xw,yw,可以用2种方法决定样品的主波长和补色波长.

2.1.1 画图法

如图4所示,在色品图上标出样品点和白点,由白点向颜色S1引一直线,延长直线与光谱轨迹交于L点,交点L的光谱色波长就是样品的主波长λd.以样品S2为例说明如何求得样品的补色波长.在色品图上标出样品S2的位置,由样品点S2向白点引一直线,延长与光谱轨迹相交,交点处的光谱色波长就是样品的补色波长.

2.1.2 计算法

连接白点(xw,yw)与样品点(x,y)直线的斜率可用式(3)计算

斜率undefined或斜率undefined

在这2个斜率中选一个较小的绝对值,查表可求得样品的主波长或补色波长[3].

颜色的主波长大致相当于颜色知觉中的颜色色调,但又不能完全等同起来.

2.2 色纯度

当样品颜色的纯度用亮度的比例来表示时称为色度纯度,它是指主波长的光谱色在样品中所占亮度的比重,用符号P0表示.公式为

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式中,Yλ为主波长光谱色的亮度;Y为样品色的亮度.P0可以用色品坐标表示

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色纯度大致相当于颜色知觉中的色饱和度,但并不完全相同,因为色品图上色纯度相等的点的色知觉并不完全对应于饱和度相等的点的色知觉.

用主波长和色纯度来表示颜色色品,比只用色品坐标表示颜色色品的优点在于这种表示颜色的方法能给人以具体的印象,能表明一种颜色的色调及饱和度的大致情况[4].

根据主波长和色纯度的计算方法,计算出蓝光、绿光、白光LED的主波长和色纯度如表1.

由表1可知,蓝光和绿光LED的色纯度相对较高,而白光LED的色纯度很低,这是由于白光LED是由多种不同颜色混合形成的缘故;而在不同标准光源下,蓝光LED的主波长在470 nm左右,绿光LED的主波长在525 nm左右,而白光LED的主波长随标准光源的不同,变化较大,这是由于在不同参照光源下,等能白点的色品坐标会有少许变化,而白光LED的色品坐标离白点的色品坐标比较近的缘故.

3 显色指数的计算

CIE(国际照明委员会)规定用完全辐射体或标准照明体D作参照光源,并将其显色指数定为100,还规定了若干测试用的标准颜色样品.根据在参照光源和待测光源下,上述标准样品形成的色差来评定待测光源显色性的好坏.光源对某一种标准样品的显色指数称为特殊显色指数Ri.

Ri=100-4.6△Ei (6)

式中,△Ei为在参照光源和待测光源下样品的色差.光源对特定8个颜色样品的平均显色指数称为一般显色指数R0.

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光源的一般显色指数越高,其显色性越好.

经计算[5]得出待测光源的特殊显色指数如表2.

色差值用棒状图表示如图5.

将特殊显色指数Ri的数值代入式(7)可求得一般显色指数R0

对于蓝光LED 一般显色指数R0=-29;

对于绿光LED 一般显色指数R0=-14;

对于白光LED 一般显色指数R0=82.

从计算结果来看,白光LED的显色性比较好,适合用来做照明光源;蓝光LED和绿光LED的显色性很差,不适合做照明光源.

4 结论

(1)蓝光LED:

主波长随标准光源的不同变化不大;色纯度比较高,在0.64左右,这是因为它的色品坐标离色品图上的光谱轨迹比较接近;一般显色指数为-29,显色性很差,即在蓝光LED照射下样品颜色失真比较厉害,不适合用来做照明光源.

(2)绿光LED:

和蓝光LED相似,主波长随标准光源的不同变化不大;色纯度最高,在0.87左右,接近1,这是因为它的色品坐标离色品图上的光谱轨迹比较接近;一般显色指数为-14,显色性很差,即在绿光LED照射下样品颜色失真比较厉害,不适合用来做照明光源.

(3)白光LED:

主波长随标准光源的不同变化较大,这是由于随着标准光源的不同,等能白点的色品坐标也会有所改变,而白光LED的色品坐标离等能白点的色品坐标比较近的缘故;色纯度相当低,接近0,这是由于白光是多种不同颜色的光混合形成的;一般显色指数为82,显色性很好,完全符合照明光源的要求.

摘要：主要对蓝光、绿光、白光LED的色度特性进行分析,首先通过单色仪,分别测得蓝光、绿光、白光LED的相对光谱功率分布并以色度学理论为基础,计算出光源主波长、色纯度、色温和显色指数.计算结果表明:蓝光LED和绿光LED主波长随标准光源的不同变化不大,色纯度比较高,分别在0.64和0.87左右,一般显色指数为-29和-14,显色性很差,不适合用来做照明光源.白光LED主波长随标准光源的不同变化较大,色纯度相当低,接近0,一般显色指数为82,显色性很好,完全符合照明光源的要求.

关键词：发光二极管,色度学,主波长,色纯度,色温,显色指数

参考文献

[1]汤顺清.色度学[M].北京:北京理工大学出版社,1990.

[2]熊凯.脉冲光源色度评价研究[D],2002:18-20.

[3]徐芙姗.LED发光强度空间分布特性测试方法及系统的研究[D],2006:24-25.

[4]王安详,目标涂层表面光谱BRDF和色度特性[D],2006:32-33.

[5]沈华,LCD投影系统光学引擎色度光度品质分析与研究,2005

[6]刘义成.光源的显色性与显色指数[J].电子器件,2000,23(1):49-50.

发光二极管的色度分析篇2

水中硬度的流动注射化学发光分析法测定

目的:建立了流动注射化学发光法测定水中硬度的新方法.方法:实验发现在碱性介质中.高锰酸钾氧化酸性铬蓝K可产生较强的化学发光,而且Ca,Mg离子对该体系的化学发光强度有明显的增强作用;结合流动注射技术,建立了流动注射-化学发光增强法测定水中硬度的方法.结果:该法的化学发光增强值(△I)与水中Ca,Mg离子的总浓度在3.0×10-9～7.5×10-7mol/L和4.0×10-6～1.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,其线性回归方程分别为△I=9.615 en(X)+66.382(线性相关系数r=0.9575)和△I=171.74en(X)+211.73(线性相关系数r=0.9911).检出限为2.7×10-9mol/L.对浓度为10-5mol/L的标准样品进行11次测定RSD为4.8%.结论:本文实验证明在氢氧化钠介质中,高锰酸钾氧化酸性铬蓝K结合流动注射技术检测水中硬度方法的`是可行的.方法简单、准确、便于自动分析,为进行环境水硬度的自动检测提供了可能.

作者：李立华梁艳钱建瑞赵艳伟王术皓 Li Li-hua Liang Yan Qian Jian-rui Zhao Yan-wei Wang Shu-hao 作者单位：聊城大学化学化工学院,山东聊城,252059刊名：中国卫生检验杂志 ISTIC英文刊名：CHINESE JOURNAL OF HEALTH LABORATORY TECHNOLOGY年，卷(期)：18(12)分类号：O657.39关键词：流动注射化学发光水中硬度高锰酸钾酸性铬蓝K

发光二极管的色度分析篇3

关键词:Multisim;仿真;变容二极管;调频电路

变容二极管直接调频电路是目前应用最广泛的直接调频电路。它是利用变容二极管反时所呈现的可变电容特性实现调频的,具有工作频率高,固有损耗小等特点。

一、变容二极管直接调频电路的仿真分析

(一)变容二极管

变容二极管是一种特殊的二极管,其结电容随外加反向电压的变化而变化。变容二极管两端对外呈现的电容量与变容二极管两端的反向电压的关系曲线如下:

(二)变容二极管调频原理

直接调频就是用调制信号去控制振荡器的工作状态,改变其振荡频率,以产生调频信号。例如,被控电路是LC振荡器,那么LC振荡器的振荡频率主要LC振荡回路的电感L与电容C的数值决定。若在LC振荡回路中加入可变电抗,用低频调制信号去控制可变电抗的参数,即可产生振荡频率随调制信号变化的调频波。变容二极管调频就是用调制信号控制变容二极管的电容,变容二极管通常接在LC振荡器的电路中作为随调制信号变化的可变电容,从而使振荡器的频率随调制信号的变化而变化,达到调频的目的。

(三)仿真分析

变容二极管是一种电压控制的可变可控电抗元件。利用它的结电容随反向电压而变化这一特性,可以很好地实现调频。变容二极管调频电路在移动通信和自动频率微调系统中广泛应用,其优点是工作频率高,固有损耗小且线路简单,能获得较大地频偏,其缺点是中心频率稳定度较低。图二给出了变容二极管直接调频实现电路。图中V1为变容二极管直接调频电路直流电源;V2为调制信号;V4为变容二极管的直流偏置电源。D1为变容二极管。

通过理论的分析,可以得到输出的调频波。实际电路输出波形通过Multisim10软件提供的示波器,如图三所示。

调频波的瞬时频率的变化也可显示出来。同样,其他的调频或鉴频电路也可仿真实现。

二、结束语

发光二极管的色度分析篇4

化学发光法在水分析、大气监测中的应用

摘要：通过提出化学发光法的`基本原理,介绍了化学发光法对水中无机物、有机物的测定方法,并可应用于大气中SO2,O3,NO,NO2等的测定.作者：马艳 MA Yan 作者单位：灌云县环境保护局,江苏,灌云,222200期刊：江苏环境科技 ISTIC Journal：JIANGSU ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：,21(z1)分类号：X8关键词：化学发光法水分析大气监测

发光二极管的色度分析篇5

南通市2013届高三第一次调研中，有一道含二极管的交流电路的选择题，在答案公布后，教师间出现争议或疑惑.笔者对此加以归纳、分析，与同行交流.

题目如图1所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1︰n2=22︰5，原线圈接u1=2202sin100πt (V)的交变电流，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，则

A.电阻R1两端的电压为50 V

B.二极管的反向耐压值应大于502 V

C.原线圈的输入功率为200 W

D.通过副线圈的电流为3 A

在答案公布后，D选项出现了争议，有人认为D是错误的，典型解答有如下两种：

【第一种解答】根据理想变压器原、副线圈的电压比等于其匝数之比，即U1U2=n1n2，可得副线圈两端电压的有效值U2=50 V，所以通过R1的电流为2 A，交变电流通过二极管后，由于二极管的单向导电性，使得通过R2的交变电流变为如图2所示的图象.再根据交变电流有效值的定义可计算R2两端电压的有效值，

502R2×T2=U2RT,

所以U=252 V，从而得到IR2=2 A.

故可得通过副线圈的电流为

I2=IR1+IR2=(2+2) A.

【第二种解答】分时段计算：一个周期分两时间段，假设前半个周期二极管导通，后半个周期二极管截止.

前半个周期，R1、R2并联，总电流即通过副线圈的电流有效值为I1=4 A；后半个周期二极管截止，电路只有R1有电流，所以通过副线圈的电流有效值为I2=2 A.所以通过副线圈的交变电流如图3所示.

根据有效值的计算方法有：

I21RT2+I22RT2=I2RT,

得到I=10 A.

分析交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的.让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值.第一种解答根据功率计算通过R2的电流，且通过R2的电流2 A是对的，但认为通过R2的电流加上通过R1的电流就是通过副线圈的电流就错了.要计算通过副线圈的电流，要把二极管和电阻R2看成一个整体，电路结构不同了，有效值也就不一样了.第二种解答中，前、后半周期两种电路的结构不同了，不能用这样的方法解答了.所以上述两种结果是错的.出现这种错误解答的原因是没有对交变电流的有效值真正理解，即没有掌握物理本质，而是停留在套用公式、掌握题型的层次，这一现象必须引起我们物理教师在教学过程中的高度重视.其实D是正确的.

正确的解法：

方法一从总功率出发.

因为U2=50 V，所以R1的功率

PR1=U22/R1=100 W.

而R2的交变电流变为如图2所示的图象，所以R2只有一半时间在工作，所以R2的功率

PR2=50 W,

因此变压器的输出功率

P2=PR1+PR2=150 W.

再根据P2=U2I2，可得I2=3 A.

方法二我们也可以这样理解，电阻R2两端的电压有效值为25 V，通过R2的电流2 A.若把二极管和电阻R2看成一个整体，而此时它们两端的电压的有效值为50 V，所以整体电流有效值为

I′=50 W50 V=1 A,

即有副线圈的电流为I2=2 A+1 A=3 A.