濟(jì)南光纖光功率計(jì)的電路設(shè)計(jì)主要包括光電轉(zhuǎn)換、模擬信號(hào)處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機(jī)數(shù)據(jù)處理、光功率液晶顯示五部分。原理框圖如圖1。

圖1：光功率原理

1、光電轉(zhuǎn)換

光電轉(zhuǎn)換的基本原理是利用光電二極管FU15PD將光信號(hào)轉(zhuǎn)換戒電信號(hào)?；驹硎钱?dāng)被測(cè)光照射到光探測(cè)器上時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的光電流，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。

2、模擬信號(hào)處理

由圖1可以看出，光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)過模擬信號(hào)處理送到單片機(jī)。由于光電轉(zhuǎn)換后的是電流信號(hào)，在模擬信號(hào)處理中用運(yùn)算放大器將其轉(zhuǎn)換成屯壓信號(hào)。用TLC2654、MAX303等芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的斬波、檢相、放大、濾波等處理，使信號(hào)的電壓值達(dá)到+5V左右。

3、模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)

模擬信號(hào)處理后的+5V左右的電壓信號(hào)被送人模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。這里ADC芯片選用的是CS5529。它是一種低功框可編程16位E-0ADC。電壓信號(hào)經(jīng)過CS5529石產(chǎn)生16位中行數(shù)字信號(hào)送給80C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

4、單片機(jī)數(shù)據(jù)處理

單片機(jī)數(shù)據(jù)處理完成對(duì)輸人的電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波、浮點(diǎn)運(yùn)算、對(duì)數(shù)運(yùn)算。經(jīng)過，系列數(shù)值運(yùn)算后采集到的光信號(hào)的功率值，送液晶顯示。

5、濟(jì)南光纖光功率計(jì)的液晶顯示

液晶顯示就是將單片機(jī)送來的當(dāng)前光纖光功率值用數(shù)字的形式顯示出來，例如：22.5dBm。

圖2：?jiǎn)纹瑱C(jī)數(shù)據(jù)處理程序框圖

單片機(jī)程序?qū)⒛?shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)采集來的16位數(shù)字電壓信號(hào)經(jīng)過數(shù)字濾波、浮點(diǎn)運(yùn)算、對(duì)數(shù)運(yùn)算等一系列計(jì)算的到當(dāng)前光纖中傳輸光的光功率值。

1、數(shù)字濾波

程序中采用數(shù)字濾波技術(shù)減少外界干擾對(duì)當(dāng)前光纖中光的光功率值的影響，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2、浮點(diǎn)運(yùn)算、對(duì)數(shù)運(yùn)算

運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)C語言編程技術(shù)，采用浮點(diǎn)運(yùn)算、對(duì)數(shù)運(yùn)算提高數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確程度。

濟(jì)南光纖光功率計(jì)設(shè)計(jì)中選用了高性能的FU15PD激光二極管、16位A/D轉(zhuǎn)換器、高速單片機(jī)80C51，這樣保證了準(zhǔn)確測(cè)量光纖中傳輸光的光功率。程序中采用C語言編程以及數(shù)字濾波技術(shù)、浮點(diǎn)運(yùn)算、對(duì)數(shù)運(yùn)算，使得光功率值達(dá)到了要求的測(cè)量精度。