基于单片机的数字光功率计设计

0章节　　单片机应用于传感器控制技术使得工业生产更为现代化，而在通信过程中，对传感器的掌控则尤为重要。对通信质量的检测和辨别必须对数据更佳的处置，数字光功率计是一种由单片机掌控的、可测量光信号高低的便携式仪器，是科学实验、光纤通信工程中一种不可缺少的便携式测量仪器。光功率计因能检测出有光纤信号源的功率，而被普遍运用于实际光纤检测实践中和科学实验中，同时，光功率收还可以辨别光纤信号传输过程中的损耗与波动。

本文根据InGaAs-PIN低号召度的光电号召特性。经过STC89C516RD+芯片处置，同时融合LCD1602表明技术，设计出有一种新型数字光功率计。

　　1系统工作原理　　数字光功率收的基本工作原理如图1右图，它首先把传输过来的光信号感应在InGaAs-PIN光探测器的光敏面上以将其改变为电流，再行经过I／V转换电路和缩放电路获得电压信号。然后把这个信号送往低通滤波器展开滤波及号召度补偿缩放，以获得与功率值比较不应的直流电力，之后再行将该电压经A／D切换，以获得回应功率大小的数字量，最后通过CPU展开数据处理和辨别后，将数据送到LCD显示器展开功率表明或命令。　　　　2光电切换　　InGaAs-PIN是一种低噪声、低号召度的光电检测器，具备较高的测量灵敏度。当InGaA8-PIN管接管光输出后，由于价带中电子吸取了光子而光子到导带，因而可产生一个电子-空穴对。

该电子-空穴对若在消耗区产生，那么，在原为电场（PI管一般使用零偏压）的起到下，电子将向N区飘移，空穴向P区飘移，从而产生与输出光功率成正比的电流信号。InGaAs-PIN的光号召度平均0.8，波长范围为1.3～1.6m。事实上，基于暗电流、上升时间、比特率、偏置电压等综合考虑到，InGaAs-PIN毫无疑问是一种很好的自由选择。因为在实际设计中，往往都必须测试光电二极管的号召度，只有测量并展开数据处理，才能获得每个光电二极管敲的应度参数，从而增大数据误差。

　　3缩放电路的设计　　系统中的前置放大器不应是低噪声放大器，它的噪声对光功率收的精度影响相当大。前放的噪声各不相同放大器的类型，目前有三种类型的前放可供选择。主放大器一般是多级放大器，其起到是获取充足的增益，一般都通过它构建自动增益掌控（AGC）。图2是利用CD4051来作为一个单刀八抛掷电源对缩放电路展开缩放设置的电路图。

该系统通过软件掌控使小信号获得较小地缩放，而使大信号获得较小的缩放，从而符合模数转换器的输出电压拒绝。主放大器和AGC可要求光功率收的测试范围。从而通过对电压的处置来构建功率的测量。

电流经过运放以后可转变成电压，其信号关系为：V=RI。最后通过ADC0809转换成数字信号送到单片机展开处置。

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