本发明专利技术属于光功率测量范围，为一种便携式USB光功率计，包括光探测器，光探测器将探测到光信号的功率转化为电流信号，然后经电流/电压转换电路后转变为电压信号，再经过电压放大电路放大后输入单片机变为数字量，通过USB接口电路将所述数字量输入到计算机，本发明专利技术的光功率计通过USB技术与计算机连接，可以将数据直接储存在计算机中，具有量程广、波长范围大的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光功率测量范围，涉及光功率计，特别涉及一种便携式USB光功率计。
技术介绍
在科研工作和工业生产中，经常需要对光信号的功率进行现场探测。大多数情况下，光功率的数据随时间变化，数据量极大，因此需要在计算机中对数据进行储存和分析。 然而，目前市场上的光功率计都没有直接与计算机连接的功能，不能将测得的数据存储在计算机中，需要使用者将显示在光功率计面板上的数据手动输入计算机，从而带来极大的不便。由于没有利用计算机的相关功能，目前的光功率计往往芯片多，体积大，价格昂贵，因而对光功率计的使用带来了限制。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种便携式USB光功率计，通过USB技术与计算机连接，可以将数据直接储存在计算机中，具有量程广、波长范围大的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是便携式USB光功率计，包括光探测器1，光探测器1将探测到光信号的功率转化为电流信号，然后经电流/电压转换电路2后转变为电压信号，再经过电压放大电路3放大后输入单片机4变为数字量，通过USB接口电路5将所述数字量输入到计算机。所述光探测器1为光电二极管。所述电流/电压转换电路2为光电二极管下拉的电位器。所述电压放大电路3采用运算放大器四级级联。所述运算放大器为LM358。所述的单片机4为STC12C5A60S2，其Pl. 0脚连接电压放大电路3的第一级输出， Pl. 1脚连接电压放大电路3的第二级输出，Pl. 2脚连接电压放大电路3的第三级输出， Pl. 3脚连接电压放大电路3的第四级输出。所述的USB接口电路5为USB接口器件PDIUSBD12，其AO脚连接单片机 4STC12C5A60S2 的 P3. 4 脚，RD_N 脚连接单片机 4STC12C5A60S2 的 P3. 7 脚，WR_N 脚连接单片机 4STC12C5A60S2 的 P3. 6 脚。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1)使用USB通讯技术，将光功率计和计算机连接，可以在计算机中对数据进行储存和处理，极大地方便了用户的使用。2)使用USB通讯技术，在计算机中对数据进行处理，从而减少了光功率计的芯片数量，从而大大降低了成本，增加了系统的可靠性。3)利用单片机选择不同的放大倍率，极大地扩展了光功率计的测量范围。34)采用计算机，可以在配套软件中存入不同的电压光功率转换公式，适合不同用户的使用，扩展了系统的应用范围。使用电位器，方便使用者进行标定和调节。5)体积小，重量轻，便于携带。附图说明图1为本专利技术的原理框图。图2为本专利技术光探测器、电流/电压转换电路、电压放大电路的连接电路图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行更详尽的说明。如图1所示，本专利技术为便携式USB光功率计，包括光探测器1，光探测器1为光电二极管D1，光电二极管Dl将探测到光信号的功率转化为电流信号，然后经电流/电压转换电路2后转变为电压信号，电流/电压转换电路2为光电二极管Dl下拉的电位器RPl，再经过电压放大电路3放大后输入单片机4变为数字量，电压放大电路3采用运算放大器四级级联，然后通过USB接口电路5将所述数字量输入到计算机。具体连接为光电二极管Dl的负极接电源，正极与电位器RPl连接，电位器RPl的另一端接地，光电二极管Dl的正极通过第一电阻Rl连接第一运算放大器Ul的第一同相输入端，第一运算放大器Ul的第一输出端ADCO通过第四电阻R4连接到第一运算放大器Ul 的第二同相输入端，第一运算放大器Ul的第一输出端ADCO连接第二电阻R2，第二电阻R2 的另一端连接第一运算放大器Ul的第一反相输入端，第一运算放大器Ul的第一反相输入端还通过第三电阻R3接地，第一运算放大器Ul的第二输出端ADCl通过第七电阻R7连接到第二运算放大器U2的第一同相输入端，第一运算放大器Ul的第二输出端ADCl连接第五电阻R5，第五电阻R5的另一端连接第一运算放大器Ul的第二反相输入端，第一运算放大器Ul的第二反相输入端还通过第六电阻R6接地，第二运算放大器U2的第一输出端ADC2 通过第十电阻RlO连接到第二运算放大器U2的第二同相输入端，第二运算放大器U2的第一输出端ADC2连接第八电阻R8，第八电阻R8的另一端连接第二运算放大器U2的第一反相输入端，第二运算放大器U2的第一反相输入端还通过第九电阻R9接地，第二运算放大器 U2的第二输出端ADC3连接第十一电阻R11，第十一电阻Rll的另一端连接第二运算放大器 U2的第二反相输入端，第二运算放大器U2的第二反相输入端还通过第十二电阻R12接地， 所述第一运算放大器Ul和第二运算放大器U2都选用LM358。单片机4选用STC12C5A60S2，其P1.0脚连接第一运算放大器Ul的第一输出端 ADC0，P1. 1脚连接第一运算放大器Ul的第二输出端ADC1，Pl. 2脚连接第二运算放大器U2 的第一输出端ADC2，Pl. 3脚连接第二运算放大器U2的第二输出端ADC3，即分别连接电压放大电路3的四级输出。所述的USB接口电路5为USB接口器件PDIUSBD12，其AO脚连接单片机 4STC12C5A60S2 的 P3. 4 脚，RD_N 脚连接单片机 4STC12C5A60S2 的 P3. 7 脚，WR_N 脚连接单片机 4STC12C5A60S2 的 P3. 6 脚。工作时，本专利技术直接采用USB接口电路5供给的+5V电压，无需外界电源，光电二极管Dl在+5V反向电压下工作，提供与光强成正比的光电流。由于输入后续放大电路的电流可近似为0，可认为流经电位器RPl的电流与流经光电二极管Dl的电流相等，从而得到输出与光强成正比的输出电压。采用上述的运算放大器LM358四级级联后，通过调整相应的电阻值，分别将输入电压放大1倍，10倍，100倍，1000倍。单片机STC12C5A60S2的四个模拟输入口分别接受四路输入信号，并将其转换为数字量。按照放大倍率从高到低的顺序依次扫描数字量，找出第一个小于运放饱和电压的值，除以对应的放大倍率，即得到了光探测器的输出电压。然后，单片机STC12C5A60S2与 USB接口通讯，将处理后的电压值输入计算机，计算机通过配套软件中存有的电压与光功率的转换公式，计算输入的电压值，从而得到光功率值。用光滑曲线将各时间点的光功率值连接起来，可以绘制光功率随时间变化的曲线。调用计算机内存中的数据，可以把光功率数据与绘制的曲线储存起来。权利要求1.便携式USB光功率计，包括光探测器(1)，其特征在于，光探测器(1)将探测到光信号的功率转化为电流信号，然后经电流/电压转换电路( 后转变为电压信号，再经过电压放大电路C3)放大后输入单片机(4)变为数字量，通过USB接口电路( 将所述数字量输入到计算机。2.根据权利要求1所述的便携式USB光功率计，其特征在于，所述光探测器(1)为光电二极管。3.根据权利要求1所述的便携式USB光功率计，其特征在于，所述电流/电压转换电路(2)为光电二极管下拉的电位器。4.根据权利要求1所述的便携式USB光功率计，其特征在于，所述电压放大电路(3)采用运算放大器四级级联。5.根据权利要求4所述的便携式USB光功率计，其特征在于，所述运算放大器为 LM358。6.根本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．便携式ＵＳＢ光功率计，包括光探测器（１），其特征在于，光探测器（１）将探测到光信号的功率转化为电流信号，然后经电流／电压转换电路（２）后转变为电压信号，再经过电压放大电路（３）放大后输入单片机（４）变为数字量，通过ＵＳＢ接口电路（５）将所述数字量输入到计算机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱昊，蔡暻煊，刘倚瑞，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
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