CN207717224U - 一种新型光功率计 - Google Patents
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Abstract
一种新型光功率计，包括PIN光电探测模块、I/V变换模块、放大滤波模块、A/D转换模块、LCD显示模块、按键模块、外部存储扩展模块、串口通讯模块、电源管理模块以及单片机模块，光信号经PIN光电探测模块进行光电转换后，经I/V变换、对数放大、低通滤波后，输入A/D转换器，转换成可被单片机识别的数字信号，再由单片机进行分析处理，最后由LCD显示模块进行显示，当被检测光波长变换时，所述按键模块进行选波，所述单片机模块从所述外部存储扩展模块读取相应的参数，重新进行计算，本实用新型波长范围宽、成本低、灵敏度高、性能稳定、便于携带的光功率计实属必要。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率计领域，尤其涉及一种新型光功率计。
背景技术
在光电检测技术中，对光功率的检测广泛应用于光纤通讯、光学实验等，领域，在光纤通讯领域，由于光纤系统中的各部件在安装后都会产生插入损耗，从而引起光信号的衰减，导致传输信号失真，为了使光纤传输的光信号达到传输指标，必须对光缆中的光信号的传输进行功率衰减量的检测，在光学实验领域中，往往需要光功率检测设备对实验激光进行光功率值的检测，以评估光源的稳定性。
目前的光功率计所采用的光电探测器主要有光电倍增管及光电池，采用光电倍增管的光功率计，检测精度较高，但工作电压高，环境因素影响大，而采用光电池的光功率计，其具有较好的灵敏度，但由于受暗点流的影响，误差较大，显然，对于现场工程应用，采用上述两种光电探测器的光功率计存在明显的缺点，因此，急需一种波长范围宽、成本低、灵敏度高、性能稳定、便于携带的光功率计实属必要。
实用新型内容
为及解决上述问题，本实用新型提供一种新型光功率计，具有波长范围宽、成本低、灵敏度高、性能稳定、便于携带等优点。
一种新型光功率计，包括PIN光电探测模块、I/V变换模块、放大滤波模块、A/D转换模块、LCD显示模块、按键模块、外部存储扩展模块、串口通讯模块、电源管理模块以及单片机模块，光信号经PIN光电探测模块进行光电转换后，经I/V变换、对数放大、低通滤波后，输入A/D转换器，转换成可被单片机识别的数字信号，再由单片机进行分析处理，最后由LCD显示模块进行显示，当被检测光波长变换时，所述按键模块进行选波，所述单片机模块从所述外部存储扩展模块读取相应的参数，重新进行计算。
本实用新型的进一步优选，所述PIN光电探测模块与I/V变换模块为一体式设计，所述设计中采用AD8304芯片作为对数比放大器。
本实用新型的进一步优选，所述放大滤波模块采用OP07运算放大器的低通滤波电路。
本实用新型的进一步优选，所述A/D转换模是基于AD公司的AD7715型A/D转换芯片的模数转换电路。
本实用新型的进一步优选，所述单片机为STC12C5A60S2系列单片机。
本实用新型的进一步优选，所述外部存储扩展模块采用AT28364外接存储器。
本实用新型的进一步优选，所述LCD显示模块采用标准化的LCD1602液晶显示电路。
本实用新型的进一步优选，所述按键模块包括波长设定键、切换键、调节键、开关键以及背光控制键。
本实用新型的有益效果：本实用新型波长范围宽、成本低、灵敏度高、性能稳定、便于携带的光功率计实属必要。
附图说明
图1为本实用新型的电路模块框图；
图2为本实用新型的对数比放大电路；
图3为本实用新型的低通滤波电路；
图4为本实用新型的A/D转换电路；
图5为本实用新型的按键电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
参照图1，一种新型光功率计，包括PIN光电探测模块、I/V变换模块、放大滤波模块、A/D转换模块、LCD显示模块、按键模块、外部存储扩展模块、串口通讯模块、电源管理模块以及单片机模块，光信号经PIN光电探测模块进行光电转换后，经I/V变换、对数放大、低通滤波后，输入A/D转换器，转换成可被单片机识别的数字信号，再由单片机进行分析处理，最后由LCD显示模块进行显示，当被检测光波长变换时，按键模块进行选波，单片机模块从外部存储扩展模块读取相应的参数，重新进行计算。
参照图2，本实施例的PIN光电探测模块与I/V变换模块采用一体式设计的方式，将PIN光电二极管与信号调理电路整合到一起，设计中采用低噪声的金属膜电阻器，损耗较小的云母电容和瓷介电容来降低噪声，为屏蔽外磁场的干扰，在悬浮的浮地端串联一个小电容或1-10K的电阻到地端，采用阻抗换型放大电路方案，该方案具有频带宽、低噪声、灵敏度高、动态范围大等优点，本设计中采用AD8304芯片，该芯片对低频光信号的对数放大芯片，设有专门的光电二极管接口，动态范围为80dB的对数比放大器，且内部集成了温度补偿电路。
参考图3，光信号经过对数变换及I/V转换后，由于信号传输特性，输出信号中存在较多的噪声，为满足后续A/D转换精度的要求，本实施例中选用低噪声运算放大器OP07对信号进行滤波，该放大器的失调电压及失调电流分别为0.7mV/℃和12pA/℃，适用于较低频的微弱信号放大。
参照图4，为使设计的光功率计的分辨率达到0.01dBm，本实施例中采用了16位的AD7715作为外围A/D转换芯片，AD7715转换芯片为AD公司生产的16为A/D转换芯片，具有0.0015%的非线性，内部具有可编程增益放大器、动差输入、三线串行接口、缓冲输入、输出跟新速度可编程等，适用于单通道低速小信号采样应用。
结合图5所示，本实施例的单片机为STC12C5A60S2系列单片机，外部存储扩展模块采用AT28364外接存储器，LCD显示模块采用标准化的LCD1602液晶显示电路，可以显示两行，每行16个字符，采用单+5V电源供电，能与单片机直接接口，进一步的，按键模块包括6个功能键，件S1为中心波长设定键，用来初始化波长设置；件S2为单位切换键，用于选择功率电平的测量单位dBm；键S3，S4为波长调节键，对输入波长进行设定，键S5为开始测量键，对光功率进行启动测量；S6为背光控制键，采用中断扫描方式工作，本实施例的串口通讯采用Prolific公司的高度集成的USB-RS232接口转换控制器PL2303来与PC进行通讯。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种新型光功率计，其特征在于，包括PIN光电探测模块、I/V变换模块、放大滤波模块、A/D转换模块、LCD显示模块、按键模块、外部存储扩展模块、串口通讯模块、电源管理模块以及单片机模块，光信号经PIN光电探测模块进行光电转换后，经I/V变换、对数放大、低通滤波后，输入A/D转换器，转换成可被单片机模块识别的数字信号，再由单片机进行分析处理，最后由LCD显示模块进行显示，当被检测光波长变换时，所述按键模块进行选波，所述单片机模块从所述外部存储扩展模块读取相应的参数，重新进行计算。
2.根据权利要求1所述的一种新型光功率计，其特征在于，所述PIN光电探测模块与I/V变换模块为一体式设计，所述设计中采用AD8304芯片作为对数比放大器。
3.根据权利要求1所述的一种新型光功率计，其特征在于，所述放大滤波模块采用OP07运算放大器的低通滤波电路。
4.根据权利要求1所述的一种新型光功率计，其特征在于，所述A/D转换模是基于AD公司的AD7715型A/D转换芯片的模数转换电路。
5.根据权利要求1所述的一种新型光功率计，其特征在于，所述单片机为STC12C5A60S2系列单片机。
6.根据权利要求1所述的一种新型光功率计，其特征在于，所述外部存储扩展模块采用AT28364外接存储器。
7.根据权利要求1所述的一种新型光功率计，其特征在于，所述LCD显示模块采用标准化的LCD1602液晶显示电路。
8.根据权利要求1所述的一种新型光功率计，其特征在于，所述按键模块包括波长设定键、切换键、调节键、开关键以及背光控制键。
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Cited By (1)
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| CN110730041A (zh) * | 2019-09-20 | 2020-01-24 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种宽动态范围的光信号接收电路及光功率计 |
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2017
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