[實用新型]教學實驗用數字式光功率計

有效

• 申請號: 201220296207.4
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN202748129U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 雷越辰;余葭穎
• 申請（專利權）人: 雷越辰;余葭穎
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G09B23/22
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本實用新型涉及光纖通信測量技術和實驗儀器，特別涉及一種教學實驗用數字式光功率計。?

背景技術

用來測量光功率的儀表稱為光功率計，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。它與光源配合使用，可測出光纖、光纜和各種無源光器件的光損耗，應用廣泛。?

一般的光功率計原理是PIN光電管接收光輸入后，產生與輸入光功率成正比的電流信號，經I/V變換和程控放大等線性放大電路放大到一定的電壓，經A/D轉換器轉換成數字信號送單片機進行數據處理與校準，用軟件完成對數轉換計算，最后得到被測光功率的對數值，并將結果顯示出來。采用這種設計的光功率計動態范圍小，要求使用高精密電阻作為增益放大，存在換檔誤差，軟硬件復雜，需進行對數和量程切換處理。對數放大器可以在很寬的動態范圍內保持精確的測量。寬動態范圍信號經過壓縮之后，使用較低分辨率的測量電路即可實現信號測量。本文所介紹的數字光功率工作波長1310nm，采用對數放大器放大PIN光電管采集的電流信號，其輸入和輸出呈對數關系，通過硬件即可實現對數轉換功能，從而使軟件設計非常簡單，只需完成A/D轉換和波長校準。電路設計也非常簡潔，易于校準，測量精度高。?

對高等院校光信息科學和技術專業來說，光功率計是一種必不可少的實驗儀器。由于目前市場上沒有合適的專用于實驗室教學的光功率計，學生在使用的過程中缺乏對該儀器原理及其構造的了解。因此，設計一種實驗用數字式光功率計，以供學生學習和實驗是十分必要的。?

發明內容

本實用新型的目的在于，提供一種教學實驗用數字式光功率計，除用于光功率測量以外，還設置了開放電路供教學實驗使用。?

為了實現上述任務，本實用新型采取如下的技術解決方案：?

一種教學實驗用數字式光功率計，其特征在于，包括光敏二極管和對數放大電路，對數放大電路通過模數轉換電路與單片機相連接，單片機上連接有LED顯示屏，所述的光敏二極管將光信號轉變為電流信號，通過對數放大電路來放大微弱的電流信號，并輸出與輸入光功率的平均值成正比的電壓信號，再通過模數轉換電路，將模擬信號變成數字信號，送入單片機進行處理，用LED顯示屏顯示光功率值。?

本實用新型的其它特點是：?

所述的光敏二極管與對數放大電路之間設開放口，由一刀雙擲開關控制，當用于測量使用時切換到測量端；此時光敏二極管使用InGaAs-PIN光敏二極管；當用于實驗教學時切換到實驗端,將Si-PIN光敏二極管和Ge-PIN光敏二極管分別插入開放端口，用以驗證不同材料的光敏二極管對波長的響應度。?

所述的光敏二極管與對數放大電路之間設開放口，由一刀雙擲開關控制，當用于測量使用時切換到測量端,此時對數放大電路選用AD8304對數放大器；并使用該AD8304對數放大器；當用于實驗教學時切換到實驗端，自行設計AD8304對數放大電路，修改軟件程序，并進行校準。?

本實用新型的教學實驗用光功率計并給出了開放電路，采用對數放大器放大PIN光電管采集的電流信號，其輸入和輸出呈對數關系，通過硬件即可實現對數轉換功能，從而使軟件設計非常簡單，電路設計也非常簡潔，易于校準，測量精度高。不僅可用于實驗室教學對光功率進行測試，又可直接針對光功率計的相關電路進行測試以及對部分電路進行重新設計驗證，從而讓?學生在了解光功率計的工作原理的過程中提高實際動手能力。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該類設備的設計原則，具有較高的理論參考意義和實際使用價值。?

附圖說明

圖1為本實用新型的教學實驗用數字式光功率計硬件結構框圖。?

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。?

具體實施方式

參見圖1，本實施例給出一種教學實驗用數字式光功率計的硬件結構框圖，包括InGaAs-PIN光敏二極管、對數放大電路、模數轉換電路、單片機及LED顯示屏。?

PIN光敏二極管將光信號轉變為電流信號，通過對數放大電路來放大微弱的電流信號，并輸出與輸入光功率的平均值成正比的電壓信號，再通過模數轉換電路，將模擬信號變成數字信號，送入單片機進行處理，用LCD顯示屏顯示光功率值。?