[發明專利]功率測量電路

無效

• 申請號: 201410457617.6
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104198036A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 高鵬飛;瑚琦;郭漢明;王琦
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明屬于電定標熱釋電輻射計領域，具體涉及一種電定標熱釋電輻射計的功率測量電路。

背景技術

電學定標熱釋電輻射計是測量光輻射功率的一種高精度絕對輻射計，功率測量電路是輻射計的一個重要組成部分，用來測量與光功率等效的電加熱功率值。加在熱釋電探測器兩端的電加熱信號是幅值相等、相位相反的一組極性交變的電壓信號，通過測量熱釋電探測器兩端的電壓幅值U，可通過計算出電加熱功率值。

一般情況下，U是先經過差分電路求得加在熱釋電探測器兩端的電壓差值，再經過絕對值電路和采樣保持電路將交流的電壓信號轉變為直流信號，而后通過模數轉換器將模擬信號轉為數字信號后送入微處理器，在微處理器內計算出電加熱功率值P。當待測信號較強時，電定標輻射計內部自動產生的電加熱信號也比較強，此時測量的準確性還比較高；當測量微弱信號時，由于電定標輻射計內部自動產生的電加熱信號也比較微弱，很容易受噪聲干擾，從而引起測量誤差，降低測量的精準度。

發明內容

本發明是為解決上述問題而進行的，通過提供一個高精度的功率測量電路，利用互相關檢測技術和自動增益調節技術，根據實際測量時熱釋電探測器兩端的電壓幅值U的大小，自動調節測量電路的放大倍數，來保證微弱信號測量的精準度，擴大系統的動態測量范圍。

本發明采用了如下技術方案：

<結構一>

本發明提供的用于測量電學定標熱釋電輻射計中與光功率等效的電加熱功率值的功率測量電路，其特征在于，包括：差分放大電路、濾波電路、峰值保持電路、模數轉換電路以及微控制組件，差分放大電路位于微控制組件以及濾波電路之間，峰值保持電路位于濾波電路以及模數轉換電路之間，微控制組件位于差分放大電路以及模數轉換電路之間，其中，差分放大電路用于將電學定標熱釋電輻射計中的熱釋電探測器兩端的電加熱信號做差輸出，濾波電路用于從差分放大電路的輸出信號中提取有效信號，峰值保持電路用于提取有效信號的幅值信息，模數轉換電路用于將有效信號的幅值信息轉換為數字信號，并將數字信號傳遞給微控制組件，微控制組件用于根據數字信號計算電加熱功率值，同時控制模數轉換電路以及調節差分放大電路的放大倍數。

本發明提供的功率測量電路，還可以具有這樣的特征:利用互相關檢測技術，通過濾波電路從差分放大電路的輸出信號中提取有效信號。

本發明提供的功率測量電路，還可以具有這樣的特征:濾波電路還用于抑制疊加在差分放大電路信號上的噪聲，提高信噪比。

本發明提供的功率測量電路，還可以具有這樣的特征:微控制組件根據有效信號幅值的大小來調節差分放大電路的放大倍數，直至信號幅值在設定閾值范圍內。

本發明提供的功率測量電路，還可以具有這樣的特征:峰值保持電路為正向峰值保持電路。

本發明提供的功率測量電路，還可以具有這樣的特征:濾波電路為窄帶濾波電路。

<結構二>

進一步的，本發明還提供了一種電學定標熱釋電輻射計，其特征在于，具有：高穩定光學斬波器、熱釋電探測器以及光電自動平衡系統，高穩定光學斬波器用于對光信號進行調制后照射到熱釋電探測器以及為鎖相電路提供參考信號，光電自動平衡系統輸入端和熱釋電探測器連接，用于將熱釋電探測器輸入光信號轉換為電加熱信號，自動實現熱釋電探測器電加熱探測器表面和光加熱探測器表面具有相同效應，以及，結構一中任意一項的光功率測量電路。

發明作用與效果

根據本發明提供的功率測量電路，包括連接形成一個循環的差分放大電路、濾波電路、峰值保持電路、模數轉換電路以及微控制組件，由于本發明提供的功率測量電路中的差分放大電路將熱釋電探測器兩端的電加熱信號做差輸出，濾波電路從差分放大電路的輸出信號中提取有效信號，同時抑制疊加在差分放大電路信號上的噪聲，提高信噪比，峰值保持電路提取有效信號的幅值信息，模數轉換電路將有效信號的幅值信息轉換為數字信號，并將數字信號傳遞給微控制組件，微控制組件控制模數轉換電路以及調節差分放大電路的放大倍數，使得本發明提供的功率測量電路在能準確測量較強信號的同時，還能保證微弱信號測量的精準度，擴大系統的動態測量范圍。

附圖說明

圖1是本發明的電學定標熱釋電輻射計的結構示意圖；

圖2是本發明的功率測量電路結構示意圖；

圖3是本發明的功率測量電路的相關信號波形圖；

圖4是本發明的微控制組件調節差分放大電路增益系數的流程圖；

圖5是本發明的差分放大電路原理圖；以及

圖6是本發明的峰值保持電路示意圖。