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            EEPW首頁(yè) > 測(cè)試測(cè)量 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于SPCE061A的激光衍射光柵測(cè)試儀設(shè)計(jì)

            基于SPCE061A的激光衍射光柵測(cè)試儀設(shè)計(jì)

            作者: 時(shí)間:2009-09-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            O 引 言
            光柵是計(jì)算機(jī)光盤驅(qū)動(dòng)以及消費(fèi)電子等設(shè)備中激光讀寫頭的關(guān)鍵部分。目前,專門用于測(cè)量光柵參數(shù)的儀器還比較少見(jiàn)。DVD讀寫頭中用到的激光波長(zhǎng)通常是650 nm,該設(shè)計(jì)采用650 nm的激光二極管LD(Laser Diode)作為衍射光柵源,結(jié)合高性能16位A單片機(jī),設(shè)計(jì)了光柵測(cè)試儀,主要測(cè)試衍射光柵0級(jí)和1級(jí)光斑亮度和光柵透過(guò)率,以提高衍射光柵質(zhì)量測(cè)試的精度和效率。

            1 測(cè)試儀的工作原理
            激光衍射光柵測(cè)試儀工作原理框圖如圖1所示。測(cè)試儀的硬件包括四部分:激光二極管的驅(qū)動(dòng)電路、小信號(hào)采樣及放大電路、LED顯示電路和單片機(jī)的最小外圍電路。系統(tǒng)顯示部分選用2塊4位的LED,采用動(dòng)態(tài)掃描方式,各用1塊分別顯示光柵的光斑亮度比和透過(guò)率。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/195731.htm

            測(cè)試原理:激光二極管驅(qū)動(dòng)電路為激光二極管提供穩(wěn)定的合適的電壓電流,驅(qū)動(dòng)激光二極管正常發(fā)光。光電探測(cè)器將經(jīng)光柵衍射后的光斑分別轉(zhuǎn)換成微弱的電流,該電流經(jīng)電流采樣及放大電路后得到符合A/D采樣范圍的電壓。該電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào),將該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,計(jì)算出光斑亮度比以及透過(guò)率的值,最后通過(guò)LED顯示出來(lái)。同時(shí),設(shè)置了重啟、清零、開(kāi)始/保持、報(bào)警域值范圍設(shè)定等控制按鍵,以配合測(cè)試的進(jìn)行。

            2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
            2.1 A單片機(jī)的最小外圍電路

            測(cè)試儀MCU采用高性能16位A單片機(jī),它具有7通道10位電壓模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和32個(gè)可編程的I/O口,可通過(guò)內(nèi)置在線仿真電路ICE(In-Circuit Emulator)接口在線調(diào)試。SPCE061A的開(kāi)發(fā)是通過(guò)在線調(diào)試器PROBE實(shí)現(xiàn)的。它既是一個(gè)編程器(即程序燒寫器),又是一個(gè)實(shí)時(shí)在線調(diào)試器。用它可以替代在單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中常用的軟件工具――硬件在線實(shí)時(shí)仿真器和程序燒寫器。10位的單端ADC將GND與VREF之間的線性電壓轉(zhuǎn)換成2n個(gè)不同的數(shù)字量,即1 LSB=VREF/2n,該系統(tǒng)中1 LSB=2.5 V/1 024=2.4 mV。例如:假設(shè)從光探測(cè)器出來(lái)的電流為0.100 mA,經(jīng)10 kΩ電阻采樣后得到1 V電壓,則A/D轉(zhuǎn)換精度為2.4/1×100%=0.24%。再考慮到電流電壓轉(zhuǎn)換誤差、AD采樣誤差等,經(jīng)測(cè)試最后精度可以達(dá)到2%,基本可以滿足測(cè)試精度。
            2.2 激光二極管的驅(qū)動(dòng)電路
            設(shè)計(jì)選用激光二極管型號(hào)為日本索尼公司的SDL6161RL,工作參數(shù)為:輸出波長(zhǎng)為650 nm,工作電壓選用DC 5 V,閾值電流55 mA,工作電流為65 mA,出瞳功率為7 mw。激光二極管驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示。

            圖2中穩(wěn)壓管采用TL431,產(chǎn)生2.5 V穩(wěn)壓后,經(jīng)過(guò)電壓跟隨器AR1、電壓調(diào)整器AR2后得到一穩(wěn)定的電壓VREF送到AR3的正輸入端。從AR3出來(lái)的電流信號(hào)經(jīng)達(dá)林頓管的放大作用產(chǎn)生足夠大的驅(qū)動(dòng)電流,以達(dá)到激光二極管的工作電流需要。圖中R2=R3,AR3工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)下,由虛短概念可知,AR3的正輸入端和負(fù)輸入端的電壓相等,即:


            由于達(dá)林頓管的第一級(jí)工作在飽和狀態(tài),則


            因此只要給出合適的R6,R7,R10和R11便可得到所需的輸出電壓和電流。


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            關(guān)鍵詞: SPCE 061A 061 激光衍射

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