《国家基本药物临床应用指南》《国家基本药物处方集》.ppt

《近红外光波长的光功率计设计》
姓名
小陈
学号
201XXXXXXXXX
专业
电子科学与技术
班级
电科1124(伟钿)
目录
《近红外光波长的光功率计设计》 1
近红外光波长的光功率计设计 3
1 系统总体设计方案 3
2 系统分析与各模块或单元电路的设计 3
光电转换电路 3
I/V变换与滤波放大电路 3
AD转换模块 4
单片机控制系统。 4
LCD显示模块 5
3 参数计算 5
光电转换电路 5
InGaAs-PIN (微型封装)光电探测器的相关参数: 5
涉及公式: 6
I/V变换与滤波放大电路 8
LM741的相关参数[2] 8
涉及公式 8
4 元器件选择等 9
5 完整的系统原理电路图 10
6 所需的元器件清单 10
7 仿真调试方案与步骤 11
仿真准备 11
开始仿真 11
仿真总结 12
8 相应测量表格与测量结论 12
9 完整的系统印刷电路板布线设计图 12
10 程序设计部分 13
程序流程图 13
程序源代码 13
11 参考文献 18
12 任务分组情况 18
近红外光波长的光功率计设计
摘要:这是一个简单的测近红外光功率的仪器,由光纤端口输入光信号至光电传感器InGaAs-PIN光电二极管,然后通过放大滤波将噪声消除。再通过一个ADC0809数模转换芯片将模拟电压量转化为数字量。并且使用最经典的STC89C51单片机。使得开发成本降低。总得来说该设备具有成本低。效率高,误差较小等优点,可以满足普通情况下对精准度要求不高的场所。
系统总体设计方案
近红外光功率计的基本工作流程图如图1所示[1],它首先把传输过来的光信号投射在InGaAs-PIN光探测器的光敏面上以将其转变为电流,再经过I/V变换电路和放大电路得到电压信号。然后把这个信号送到低通滤波器进行滤波及响应度补偿放大,以得到与功率值相对应的直流电压,之后再将该电压经A/D转换,以得到表示功率大小的数字量,最后通过STC89C516+进行数据处理和判断后,将数据送入显示模块进行功率显示或指示。
图1
系统分析与各模块或单元电路的设计
光电转换电路
图2
首先选取一种适合近红外波段的光电检测器。InGaAs-PIN是一种比较好的材料,因为InGaAs-PIN是一种低噪声、高响应度的光电检测器,具有较高的测量灵敏度。InGaAs-,~。此外,暗电流、上升时间、带宽、偏置电压等方面,InGaAs-PIN无疑是一种很好的选择。但是一般的PIN产生的光电流很小,不能直接用于测量,需要通过适当的低噪声放大后。才能进行处理。右边图2为原理图。
I/V变换与滤波放大电路
I/V变换可以使用基本的LM741进行放大,如下图所示[2]。由于经过三级管放大后的光电流,存在着一定的噪声,所以在放大电路的输入端,通过一个低通滤波器,即前面一个LM741作为滤波器,滤除高频的信号,使有用的低频信号能够通过。之后再将放大后的信号通过一个I/V变换电路,对信号进行放大。放大倍数可以通过调节电压部分的多路开关进行调节。经过放大后的信号由第二片LM741的第六引脚输出。总体电路如三所示。
AD转换模块
将模拟量转换成数字量是A/D模块的功能。将由放大滤波电路放大后的信号,输入数模转换模块,数模转换模块将模拟量转换成数字量,输入单片机。具体电路图如图4所示。图中,经过放大的信号由26口(IN0)输入,经过ADC由OUT1~OUT8输出。EOC是状态端,连接单片机。START是控制端,也是连接单片机,读取其状态。在8路模拟输入中,我们只用一路模拟输入。所以我们把地址线都接地了。
图4
单片机控制系统。
单片机控制系统主要负责ADC输出的读取。将读取的数据(从P1口读取),然后内部将读取的数字量转换成dbm分贝毫瓦。然后控制LCD模块进行显示。电图图如图5所示。
图5
LCD显示模块
其实LCD模块就是显示而已,主要功能还是由80C51来控制其显示。如图6所示。
图6
参数计算
根据前面的相关电路,结合书本知识和相关硬件的参数,再结合相关公式以便于计算分析:
光电转换电路
InGaAs-PIN (微型封装)光电探测器的相关参数:
特点: 微型封装,封装尺寸≤ mm 高响应工作电压 5V 超低暗电流单针脚密封工作温度-40~+85℃应用: 光纤通信数据/图像传输光纤传感光测量仪器仪表,如表1 [2]所示。
表1

涉及公式:
噪声:光