基于AD7715的可擴展型高精度數(shù)字光功率計
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A／D轉換器是決定數(shù)字光功率計精度的主要因素，根據(jù)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間小于2ms。在實際電路應用中，16位數(shù)字量輸出采取8位操作模式，即16位轉換數(shù)字量分兩次讀取，先讀取數(shù)據(jù)高8位，再讀取低8位。轉換開始后，當DRDY端由低電位變?yōu)楦唠娢粫r即完成一次轉換，數(shù)據(jù)通過DOUT端傳入單片機進行數(shù)據(jù)處理與控制，單片機讀取數(shù)據(jù)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://www.ex-cimer.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(tǒng)采用STC89C516RD+單片機為主控制器，顯示單元以LCDl602A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(shù)據(jù)線，BLA背景燈電源供應端，VL液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，電路通過一個電位器調整對比度。同時考慮到在工程實際應用的時候，為方便工程人員使用，加上了背景燈控制開關。
3 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件采用了C語言進行編程，主要有AD轉換設置、量程自動選擇設置、按鍵選擇、數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)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實際并不是嚴格的線性關系，這樣在程序的編寫上如果把光電二極管的響應度設置成一個常量，就會產生誤差。在本設計的軟件編程中，采用了“函數(shù)補償法”，用來提高光功率計的測試精度?！昂瘮?shù)補償法”就是利用高精度的光功率計和萬用表，首先測試將要使用的光電二極管的光電響應曲線，然后根據(jù)實際測試的情況把響應度劃分為數(shù)段，用一個線性常量來描述總體響應趨勢。通過數(shù)學計算，用一個非線性函數(shù)補償光電二極管的非線性響應，使光檢測數(shù)據(jù)更加逼近實際的光電二極管的光電響應曲線。
5 結束語
通過實際教學和工程使用表明：該光功率計具有擴展性好、精度高、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，非常適合學生對光測試設備電路的掌握，滿足高校實驗教學對綜合性和設計性實驗的要求；同時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際使用價值。
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