PIV耦合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、PIV耦合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是用來(lái)在激光器生產(chǎn)耦合的過(guò)程中快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)激光器特性曲線和特性參數(shù)變化的系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)激光器參數(shù)測(cè)試儀，都是用來(lái)對(duì)激光器工作參數(shù)和曲線性能的測(cè)試，這些儀器具有高的測(cè)試精度，但是測(cè)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(cè)。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(chǎng)需要、提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠快速準(zhǔn)確測(cè)量激光器耦合效率和工作性能的測(cè)試系統(tǒng)就顯得非常重要。
　　 本論文設(shè)計(jì)并

2、實(shí)現(xiàn)了一種性價(jià)比較高，在實(shí)際生產(chǎn)中比較實(shí)用的PIV耦合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求主要是在激光器耦合的過(guò)程中:(1)實(shí)時(shí)顯示LD的閾值(Ith)、發(fā)射的光功率P、驅(qū)動(dòng)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(shí)間內(nèi)實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)難點(diǎn)主要是計(jì)算的精度和測(cè)

3、量的速度。
　　 本文針對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和主要的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，提出可行的設(shè)計(jì)思路和方法。(1)首先考慮的是參數(shù)的計(jì)算精度問(wèn)題，要提高精度一方面要保證驅(qū)動(dòng)電路輸出的信號(hào)噪聲要小;另一方面在參數(shù)的處理過(guò)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(hào)的噪聲，首先使用一個(gè)高精度的DAC輸出質(zhì)量較高的驅(qū)動(dòng)信號(hào);然后接入模擬濾波器進(jìn)一步降低噪聲，信號(hào)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(hào)。軟件的數(shù)據(jù)

4、處理模塊加入了均值濾波算法進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)精度。(2)刷新速度問(wèn)題，液晶的刷新時(shí)間包括DAC、ADC和數(shù)據(jù)處理的時(shí)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(shí)間與MCU主頻有關(guān)，因此本設(shè)計(jì)選用了一款主頻高達(dá)72MHz的單片機(jī)，單片機(jī)集成的DAC和ADC外設(shè)能夠滿足設(shè)計(jì)的需求。
　　 經(jīng)過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析，波形的刷新時(shí)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(gè)參數(shù)的精度為