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文檔簡介
1、PIV耦合監(jiān)測系統(tǒng)是用來在激光器生產耦合的過程中快速、準確地監(jiān)測激光器特性曲線和特性參數變化的系統(tǒng)。目前國內外大多數激光器參數測試儀,都是用來對激光器工作參數和曲線性能的測試,這些儀器具有高的測試精度,但是測試的速度普遍較低,所以,這些儀器并不適用于生產監(jiān)測。隨著半導體激光器應用的日益廣泛,其需求量大增,為了滿足市場需要、提高生產效率,設計一個能夠快速準確測量激光器耦合效率和工作性能的測試系統(tǒng)就顯得非常重要。
本論文設計并
2、實現了一種性價比較高,在實際生產中比較實用的PIV耦合監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)的設計需求主要是在激光器耦合的過程中:(1)實時顯示LD的閾值(Ith)、發(fā)射的光功率P、驅動電壓V和監(jiān)視光電流Im等參數,參數的精度要求一般要在±0.1%以內;(2)要在小于等于20ms的時間內實時刷新TFT顯示的電壓-電流(V-I)曲線、功率-電流(P-I)曲線和監(jiān)視電流-電流(Im-I)等三條曲線,即液晶的刷新頻率要大于50Hz。系統(tǒng)的實現難點主要是計算的精度和測
3、量的速度。
本文針對系統(tǒng)的設計要求和主要的設計難點,提出可行的設計思路和方法。(1)首先考慮的是參數的計算精度問題,要提高精度一方面要保證驅動電路輸出的信號噪聲要小;另一方面在參數的處理過程中需要視情況采用合理的軟件濾波算法。要降低模擬電路輸出信號的噪聲,首先使用一個高精度的DAC輸出質量較高的驅動信號;然后接入模擬濾波器進一步降低噪聲,信號輸出端接濾波電路濾波以后輸送給ADC;最后使用高精度ADC采集模擬信號。軟件的數據
4、處理模塊加入了均值濾波算法進一步提高數據精度。(2)刷新速度問題,液晶的刷新時間包括DAC、ADC和數據處理的時間,DAC和ADC采用MCU內部集成外設,具有較高的精度和較快的轉換速度,數據處理的時間與MCU主頻有關,因此本設計選用了一款主頻高達72MHz的單片機,單片機集成的DAC和ADC外設能夠滿足設計的需求。
經過對測試結果的分析,波形的刷新時間大約為16.3ms,刷新頻率滿足工業(yè)用儀器的響應度要求;各個參數的精度為
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