基于A(yíng)D7715的可擴展型高精度數字光功率計
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A／D轉換器是決定數字光功率計精度的主要因素，根據設計精度(±2％)和測量范圍(1nW～lOmW)的需要，選用16位串行高精度低功耗的A／D轉換器AD7715。該芯片是一款高檔多功能16位AD轉換器：極佳的靜態(tài)性能、16位無(wú)誤碼、±0．0015％精度和低rms噪聲(550nV)。它只需要很少的外部元件就能構成完整的信號采集電路，且理論上完成一次信號轉換的時(shí)間小于2ms。在實(shí)際電路應用中，16位數字量輸出采取8位操作模式，即16位轉換數字量分兩次讀取，先讀取數據高8位，再讀取低8位。轉換開(kāi)始后，當DRDY端由低電位變?yōu)楦唠娢粫r(shí)即完成一次轉換，數據通過(guò)DOUT端傳入單片機進(jìn)行數據處理與控制，單片機讀取數據結束后DRDY端恢復高電平等待下次轉換。A／D轉換電路圖如圖4。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173744.htm
2．3 主控及顯示電路
主控顯示電路如圖5所示。系統采用STC89C516RD+單片機為主控制器，顯示單元以L(fǎng)CDl602A液晶顯示屏與單片機采用8位并行傳輸連接。LCDl602A的D0~~D7為8位雙向數據線(xiàn)，BLA背景燈電源供應端，VL液晶顯示器對比度調整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高，對比度過(guò)高時(shí)會(huì )產(chǎn)生“鬼影”，電路通過(guò)一個(gè)電位器調整對比度。同時(shí)考慮到在工程實(shí)際應用的時(shí)候，為方便工程人員使用，加上了背景燈控制開(kāi)關(guān)。
3 系統軟件設計
系統軟件采用了C語(yǔ)言進(jìn)行編程，主要有AD轉換設置、量程自動(dòng)選擇設置、按鍵選擇、數據處理及顯示設置五部分組成，其程序流程圖如圖6所示。
4 硬件與軟件減小誤差方法
電路中的噪聲是影響光功率計誤差的主要因素。為了減小誤差，系統把InGaAs光電二極管工作在光伏模式，降低暗電流的影響；采用性能更好的濾波器和高精度電阻減小系統噪聲；采用電路板屏蔽層的減小電路噪聲；利用精度高的光檢測設備和萬(wàn)用表提高測試精度和修正誤差。
由于光電二極管的光電響應曲線(xiàn)實(shí)際并不是嚴格的線(xiàn)性關(guān)系，這樣在程序的編寫(xiě)上如果把光電二極管的響應度設置成一個(gè)常量，就會(huì )產(chǎn)生誤差。在本設計的軟件編程中，采用了“函數補償法”，用來(lái)提高光功率計的測試精度?！昂瘮笛a償法”就是利用高精度的光功率計和萬(wàn)用表，首先測試將要使用的光電二極管的光電響應曲線(xiàn)，然后根據實(shí)際測試的情況把響應度劃分為數段，用一個(gè)線(xiàn)性常量來(lái)描述總體響應趨勢。通過(guò)數學(xué)計算，用一個(gè)非線(xiàn)性函數補償光電二極管的非線(xiàn)性響應，使光檢測數據更加逼近實(shí)際的光電二極管的光電響應曲線(xiàn)。
5 結束語(yǔ)
通過(guò)實(shí)際教學(xué)和工程使用表明：該光功率計具有擴展性好、精度高、穩定可靠等優(yōu)點(diǎn)，非常適合學(xué)生對光測試設備電路的掌握，滿(mǎn)足高校實(shí)驗教學(xué)對綜合性和設計性實(shí)驗的要求；同時(shí)本光功率計的設計方法和思路同樣適用于便攜式設備的設計原則，具有很高的理論參考意義和實(shí)際使用價(jià)值。
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