光纖光功率計的電路設(shè)計

光纖光功率計的電路設(shè)計主要包括光電轉(zhuǎn)換、模擬信號處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機數(shù)據(jù)處理、光功率液晶顯示五部分。

    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將光信號轉(zhuǎn)換成電信號?；驹硎钱?dāng)被測光照射到光探測器上時，產(chǎn)生相應(yīng)的光電流，將光信號轉(zhuǎn)化成電信號。 

    2.模擬信號處理
    光電轉(zhuǎn)換后得到的電信號經(jīng)過模擬信號處理送到單片機。由于光電轉(zhuǎn)換后得到的是電流信號，在模擬信號處理中用運算放大器將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。用TLC2654、MAX303等芯片，實現(xiàn)對信號的斬波、檢相、放大、濾波等處理，使信號的電壓值達到＋5V左右。 

    3.模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）
模擬信號處理后得到的＋5V左右的電壓信號被送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這里ADC芯片選用的是CS5529。它是Crystal Simeconductor公司生產(chǎn)的一種低功耗、可編程16位 - ADC。電壓信號經(jīng)過CS5529后產(chǎn)生16位串行數(shù)字信號送給80C51單片機進行數(shù)據(jù)處理。 

    4.單片機數(shù)據(jù)處理
    單片機數(shù)據(jù)處理完成對輸入的電壓信號進行數(shù)字濾波、浮點運算、對數(shù)運算。經(jīng)過一系列數(shù)值運算后得到采集到的光信號的功率值，送液晶顯示。 

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

單片機數(shù)據(jù)處理程序框圖
    單片機數(shù)據(jù)處理框圖。單片機程序?qū)⒛?shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）采集來的16位數(shù)字電壓信號經(jīng)過數(shù)字濾波、浮點運算、對數(shù)運算等一系列計算zui終得到當(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)減少外界干擾對當(dāng)前光纖中光的光功率值的影響，保證測量的準(zhǔn)確性。 

    2.浮點運算、對數(shù)運算
    運用標(biāo)準(zhǔn)C語言編程技術(shù)，采用浮點運算、對數(shù)運算提高數(shù)值計算的準(zhǔn)確程度。

結(jié)論
    設(shè)計中選用了高性能的FU15PD激光二極管、16位A/D轉(zhuǎn)換器、高速單片機80C51，這樣保證了準(zhǔn)確測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)、浮點運算、對數(shù)運算，使得光功率值達到了要求的測量精度。