本發(fā)明涉及光功率計(jì)領(lǐng)域，具體是一種具有高環(huán)境適應(yīng)性的四通道光功率計(jì)。

背景技術(shù)：

光功率計(jì)是指直接用來(lái)測(cè)量絕對(duì)光功率，或者測(cè)量通過(guò)一段光纖的光功率相對(duì)損耗，以及測(cè)量貧光器件的插入損耗的儀器，是光纖通信測(cè)試技術(shù)中常用的設(shè)備。光功率計(jì)從結(jié)構(gòu)上可以分為臺(tái)式光功率計(jì)和手持式光功率計(jì)兩種，臺(tái)式光功率計(jì)精度和穩(wěn)定性都較高，一般用于車間、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)合，而手持式光功率計(jì)因?yàn)槠浔銛y性，一般用于室外工程現(xiàn)場(chǎng)以及一些對(duì)測(cè)試精度不高的場(chǎng)合。

光功率計(jì)的探頭部分用來(lái)接收光信號(hào)，當(dāng)被測(cè)光照射到光電探測(cè)器上即產(chǎn)生相應(yīng)的光電流，主機(jī)部分的作用是將檢測(cè)到的電信號(hào)濾波后進(jìn)行放大和模數(shù)變換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳送給cpu,經(jīng)cpu處理后的數(shù)字信號(hào)最后以光功率值或相應(yīng)的功率電平形式顯示出來(lái)。

光電探測(cè)器的作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號(hào)。所以要求光電探測(cè)器應(yīng)在響應(yīng)速度、響應(yīng)效率、引入噪聲等方面有較好的性能。光電探測(cè)器必須有足夠高的響應(yīng)速度以保證產(chǎn)生的光電流能夠不失真地重現(xiàn)入射光信號(hào)的波形。此外還希望光檢測(cè)器的溫度特性穩(wěn)定。環(huán)境溫度對(duì)功率計(jì)測(cè)量精度的影響較大，因?yàn)闇囟炔粌H會(huì)影響光檢測(cè)器對(duì)光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，還會(huì)影響到主機(jī)部分的信號(hào)放大和ad轉(zhuǎn)換過(guò)程，故高精度的光功率計(jì)一般都需要對(duì)測(cè)量環(huán)境的溫度進(jìn)行控制。

手持式光功率計(jì)測(cè)量精度一般較低，環(huán)境對(duì)其影響較小，故一般對(duì)使用環(huán)境溫度沒(méi)有特別要求，而臺(tái)式功率計(jì)的測(cè)量精度一般較高，對(duì)使用環(huán)境的要求比較嚴(yán)格，特別是對(duì)溫度的要求，一般都會(huì)要求在室內(nèi)溫度穩(wěn)定的環(huán)境下使用。目前市場(chǎng)上的臺(tái)式光功率計(jì)一般存在以下缺點(diǎn)：

1、測(cè)量準(zhǔn)確度易受到環(huán)境溫度變化的影響；

2、多采用風(fēng)扇調(diào)溫，會(huì)對(duì)主機(jī)電路造成電磁干擾；

3、溫控模塊功能簡(jiǎn)單，只能實(shí)現(xiàn)調(diào)溫，且幅度較小；

4、智能程度低，無(wú)法自動(dòng)根據(jù)溫度變化而做出適當(dāng)調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有高環(huán)境適應(yīng)性的四通道光功率計(jì)，包括有四路獨(dú)立的測(cè)量通道，且通過(guò)對(duì)光功率計(jì)機(jī)盒內(nèi)溫度的采集進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)溫操作，提高光功率計(jì)的測(cè)量精度。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種具有高環(huán)境適應(yīng)性的四通道光功率計(jì),包括有設(shè)置于機(jī)盒內(nèi)的單片機(jī)、四路光電探測(cè)電路、溫度控制電路和存儲(chǔ)器，彩色液晶顯示器，以及設(shè)置于機(jī)盒上的按鍵輸入裝置；所述四路光電探測(cè)電路、溫度控制電路、存儲(chǔ)器和按鍵輸入裝置均與單片機(jī)連接；所述的每路光電探測(cè)電路均包括有依次連接的光電探測(cè)器、電流轉(zhuǎn)電壓模塊、量程選擇電路和a/d轉(zhuǎn)換模塊；所述的溫度控制電路包括有與單片機(jī)連接的溫度控制器和溫度傳感器，以及與溫度控制器連接半導(dǎo)體制冷片；所述的量程選擇電路包括有兩個(gè)分別與單片機(jī)連接的模擬開(kāi)關(guān)芯片u8和u29，所述的a/d轉(zhuǎn)換模塊包括有a/d轉(zhuǎn)換芯片，所述的兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片u8和u29的輸出端均與a/d轉(zhuǎn)換芯片連接，且所述的量程選擇電路、a/d轉(zhuǎn)換模塊均與單片機(jī)連接。

所述的電流轉(zhuǎn)電壓模塊包括有零漂移運(yùn)算放大器，零漂移運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端與光電探測(cè)器的負(fù)極輸出端連接，零漂移運(yùn)算放大器的正極輸入端接地，兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片u8和u29的引腳3均與零漂移運(yùn)算放大器的輸出端連接。

所述的量程選擇電路還包括有八個(gè)低通濾波電路，所述的兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片u8和u29的四個(gè)模擬量輸入端均通過(guò)對(duì)應(yīng)的低通濾波電路與光電探測(cè)器的負(fù)極輸出端連接。

每個(gè)所述的低通濾波電路包括有并聯(lián)的電容和電阻，電容的一端、電阻的一端均與光電探測(cè)器的負(fù)極輸出端連接，電容的另一端、電阻的另一端均與對(duì)應(yīng)的模擬開(kāi)關(guān)芯片u8或u29的一個(gè)模擬量輸入端連接。

所述的模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的引腳6和模擬開(kāi)關(guān)芯片u29的引腳6均與單片機(jī)的引腳9連接，模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的引腳9和模擬開(kāi)關(guān)芯片u29的引腳9均與單片機(jī)的引腳15連接，模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的引腳10和模擬開(kāi)關(guān)芯片u29的引腳10均與單片機(jī)的引腳14連接，模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的輸出端-引腳13和模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的輸出端-引腳13均與a/d轉(zhuǎn)換芯片的輸入端-引腳9連接。

所述的a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳15與單片機(jī)的引腳20連接，a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳18與單片機(jī)的引腳22連接，a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳19與單片機(jī)的引腳23連接，a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳20與單片機(jī)的引腳21連接。

所述的單片機(jī)上還連接有實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片、彩色液晶顯示器和rs232通信端口。

所述的溫度傳感器為三個(gè)，且分別與單片機(jī)連接。

所述的光電探測(cè)器選用雪崩光電探測(cè)器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

(1)、高環(huán)境適應(yīng)性：主要體現(xiàn)在對(duì)環(huán)境溫度變化的不敏感，本發(fā)明光電探測(cè)器選用雪崩光電探測(cè)器，提高了探測(cè)器的溫度穩(wěn)定性，另一方面，溫度控制器會(huì)根據(jù)溫度的變化情況對(duì)制冷片進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，保證機(jī)盒內(nèi)溫度平穩(wěn)，從而調(diào)整環(huán)境溫度降低溫度對(duì)光功率計(jì)測(cè)量值的影響；

(2)、四通道同時(shí)獨(dú)立工作：本發(fā)明提供了四路獨(dú)立的測(cè)量通道，每個(gè)通道的功能相同，能夠完成絕對(duì)功率測(cè)量、相對(duì)功率測(cè)量、分光比測(cè)量以及功率峰峰值測(cè)量等功能，四個(gè)通道的參數(shù)設(shè)置相互獨(dú)立，分別位于四個(gè)不同的界面，各通道可以同時(shí)工作，并保持相互獨(dú)立；

(3)、友好的人機(jī)交互界面：本發(fā)明設(shè)置有彩色液晶顯示器，使得圖形界面更加新穎，用戶更容易接受；主界面分為四個(gè)區(qū)域，分別同時(shí)顯示4個(gè)通道的光功率值和工作狀態(tài)，使用戶能夠一目了然地讀取各通道的測(cè)量值；功率值的下方會(huì)顯示該通道的工作狀態(tài)，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)修改；各通道的參數(shù)設(shè)置界面可以通過(guò)按鍵輸入裝置進(jìn)行快速更改，界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了，便于用戶使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

圖2是本發(fā)明的工作流程圖。

圖3是本發(fā)明單片機(jī)的電路圖。

圖4是本發(fā)明每路光電探測(cè)電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

見(jiàn)圖1，一種具有高環(huán)境適應(yīng)性的四通道光功率計(jì),包括有設(shè)置于機(jī)盒內(nèi)的單片機(jī)u22、四路光電探測(cè)電路、溫度控制電路、存儲(chǔ)器08和實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片09，以及設(shè)置于機(jī)盒上的按鍵輸入裝置10、彩色液晶顯示器11和rs232通信端口12；每路光電探測(cè)電路均包括有依次連接的雪崩光電探測(cè)器d1，電流轉(zhuǎn)電壓模塊02，量程選擇電路03和a/d轉(zhuǎn)換模塊04；溫度控制電路包括有與溫度控制器05，三個(gè)溫度傳感器06，以及與溫度控制器05連接半導(dǎo)體制冷片07；a/d轉(zhuǎn)換模塊04、溫度控制器05、三個(gè)溫度傳感器06、存儲(chǔ)器08、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片09、按鍵輸入裝置10、彩色液晶顯示器11和rs232通信端口12均與單片機(jī)u22連接；

見(jiàn)圖4，電流轉(zhuǎn)電壓模塊包括有零漂移運(yùn)算放大器u9，零漂移運(yùn)算放大器u9的負(fù)極輸入端(引腳2)與雪崩光電探測(cè)器d1的負(fù)極輸出端連接，零漂移運(yùn)算放大器u9的正極輸入端(引腳3)接地，兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片u8和u29的引腳3均與零漂移運(yùn)算放大器的輸出端(引腳1)連接；

見(jiàn)圖3和圖4，量程選擇電路包括有兩個(gè)分別與單片機(jī)u22連接的模擬開(kāi)關(guān)芯片u8和u29、以及八個(gè)低通濾波電路，模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的引腳6和模擬開(kāi)關(guān)芯片u29的引腳6均與單片機(jī)u22的引腳9連接，模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的引腳9和模擬開(kāi)關(guān)芯片u29的引腳9均與單片機(jī)u22的引腳15連接，模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的引腳10和模擬開(kāi)關(guān)芯片u29的引腳10均與單片機(jī)u22的引腳14連接，模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的輸出端-引腳13和模擬開(kāi)關(guān)芯片u8的輸出端-引腳13均與a/d轉(zhuǎn)換芯片u18的輸入端-引腳9連接，每個(gè)低通濾波電路包括有并聯(lián)的電容(c1、c8、c9、c13、c21、c23、c29或c34)和電阻(r1、r3、r8、r12、r14、r16、r19或r21)，電容的一端、電阻的一端均與雪崩光電探測(cè)器d1的負(fù)極輸出端連接，電容的另一端、電阻的另一端均與對(duì)應(yīng)的模擬開(kāi)關(guān)芯片u8或u29的一個(gè)模擬量輸入端連接；

見(jiàn)圖3和圖4，a/d轉(zhuǎn)換模塊包括有a/d轉(zhuǎn)換芯片u18，a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳15與單片機(jī)的引腳20連接，a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳18與單片機(jī)的引腳22連接，a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳19與單片機(jī)的引腳23連接，a/d轉(zhuǎn)換芯片的引腳20與單片機(jī)的引腳21連接；

見(jiàn)圖1-圖4，本發(fā)明的工作原理：

(1)、上電啟動(dòng)；

(2)、單片機(jī)(mcu)初始化，包括單片機(jī)內(nèi)所有資源的初始化；

(3)、a/d轉(zhuǎn)換芯片(a/d)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(rtc)09及彩色液晶顯示器(lcd)11初始化；

(4)、檢測(cè)存儲(chǔ)器(flash)08中是否存有參數(shù)，若存在，則讀取存儲(chǔ)器08中的參數(shù)；若不存在，則使用默認(rèn)參數(shù)；

(5)、根據(jù)參數(shù)對(duì)四路光電探測(cè)電路進(jìn)行初始設(shè)置；

(6)、按鍵輸入裝置10掃描，判斷是否有鍵被按下，若有鍵被按下，則進(jìn)行相應(yīng)處理，并再次進(jìn)行鍵盤(pán)掃描；若沒(méi)有鍵被按下，雪崩光電探測(cè)器d1將采集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，電流轉(zhuǎn)電壓模塊02將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，量程選擇電路03將電壓信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理并根據(jù)光信號(hào)的強(qiáng)弱選擇合適的量程，a/d轉(zhuǎn)換模塊04進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)u22，單片機(jī)u22將溫度傳感器06采集溫度值和連同a/d轉(zhuǎn)換模塊04發(fā)送的光功率值發(fā)送給彩色液晶顯示器11進(jìn)行顯示；

(7)、單片機(jī)u22對(duì)三個(gè)溫度傳感器06采集來(lái)的三個(gè)溫度值進(jìn)行加權(quán)處理和算法后，得到溫度控制器05的控制量，從而驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷片07實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)盒內(nèi)部的制冷和加熱操作，保證機(jī)盒內(nèi)溫度的平穩(wěn)，提高光功率計(jì)的測(cè)量精度。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。