PIV耦合監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、PIV耦合監(jiān)測系統(tǒng)是用來在激光器生產(chǎn)耦合的過程中快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測激光器特性曲線和特性參數(shù)變化的系統(tǒng)。目前國內(nèi)外大多數(shù)激光器參數(shù)測試儀，都是用來對激光器工作參數(shù)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(chǎn)監(jiān)測。隨著半導(dǎo)體激光器應(yīng)用的日益廣泛，其需求量大增，為了滿足市場需要、提高生產(chǎn)效率，設(shè)計一個能夠快速準(zhǔn)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(shè)計并

2、實現(xiàn)了一種性價比較高，在實際生產(chǎn)中比較實用的PIV耦合監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)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(qū)動電壓V和監(jiān)視光電流Im等參數(shù)，參數(shù)的精度要求一般要在±0.1％以內(nèi);(2)要在小于等于20ms的時間內(nèi)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(xiàn)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(shè)計要求和主要的設(shè)計難點，提出可行的設(shè)計思路和方法。(1)首先考慮的是參數(shù)的計算精度問題，要提高精度一方面要保證驅(qū)動電路輸出的信號噪聲要小;另一方面在參數(shù)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(zhì)量較高的驅(qū)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(shù)據(jù)

4、處理模塊加入了均值濾波算法進一步提高數(shù)據(jù)精度。(2)刷新速度問題，液晶的刷新時間包括DAC、ADC和數(shù)據(jù)處理的時間，DAC和ADC采用MCU內(nèi)部集成外設(shè)，具有較高的精度和較快的轉(zhuǎn)換速度，數(shù)據(jù)處理的時間與MCU主頻有關(guān)，因此本設(shè)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(shè)能夠滿足設(shè)計的需求。
　　 經(jīng)過對測試結(jié)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(yīng)度要求;各個參數(shù)的精度為