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光纖通訊實(shí)習(xí)報(bào)告
一、設(shè)計(jì)題目:光功率計(jì)制作
二、設(shè)計(jì)要求:
通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)光功率計(jì),要求可以測試輸入光信號的功率,并通過數(shù)碼管顯示。
三、分析設(shè)計(jì):
1.電路工作原理:
由光源發(fā)出的光信號通過光電二極管成為光電流,因此光信號轉(zhuǎn)換成了電信號。由于光頻率和光強(qiáng)度的改變，因此光電二極管中產(chǎn)生的電信號就成交流的，所以再對交流電信號進(jìn)行濾波整流，就實(shí)現(xiàn)了交直轉(zhuǎn)換，使得交流轉(zhuǎn)換成直流。最后通過芯片ICL7107將產(chǎn)生的直流進(jìn)行數(shù)字化，并通過數(shù)碼管顯示，同時(shí)有比較小的誤差。這樣光信號的光功率大小就反映在數(shù)碼管上，從而實(shí)現(xiàn)了光功率計(jì)測試顯示功能。
2．模塊分解與功能設(shè)計(jì):
（1）光電轉(zhuǎn)換模塊，由光接收機(jī)完成。
（2）數(shù)碼管顯示模塊。電路如圖：此圖包含3 1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動LED數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等。數(shù)字顯示用的數(shù)碼管為共陽型，2K可調(diào)電阻選用多圈電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻。芯片第一腳是供電，正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準(zhǔn)電壓，正確數(shù)值是 100mV，
它用于跟輸入的信號進(jìn)行比較，輸入大于100mv時(shí)數(shù)碼管百位顯示1，小于100mv時(shí)顯示0。
第 26 引腳是負(fù)電源引腳，正確電壓數(shù)值是負(fù)的，在 －3V 至 －5V 都認(rèn)為正常，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號輸入引腳，可以輸入 ±199.9mV 的電壓。在一開始，可以把它接地，造成“0”信號輸入，這樣可以方便測試。
3．元件參數(shù)選擇
共陽極數(shù)碼管（4個(gè)）； ICL7107芯片一個(gè)；
10 Ω 24kΩ ，470kΩ ，100kΩ ，1KΩ電阻各一個(gè)；
0.22uF, 0.47uF, 0.1uF, 100pF電容各一個(gè)； 1KΩ 的滑動變阻器兩個(gè)。
四、實(shí)驗(yàn)調(diào)試
電路搭建過程中的問題分析以及解決：
1．先搭建模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)碼管顯示電路，并對該電路進(jìn)行測試。測試時(shí)，1接電源，21接地，26接負(fù)電源，30和31接測試信號，測試信號接方波，隨著方波幅度的變化，數(shù)碼管的顯示也隨之而變，并且數(shù)值與其相等，當(dāng)方波的幅值為零時(shí)，數(shù)碼管顯示全為零，這時(shí)候才說明電路正確。在該實(shí)驗(yàn)中，剛開始時(shí)不清楚負(fù)電源該如何接，通過請教同學(xué)才知道應(yīng)該把正極接地，負(fù)極接26管腳，這樣26管腳就接的是負(fù)電源。
2． 為調(diào)節(jié)35和36管腳之間形成100mv偏置電壓，要不斷的對滑動變阻器進(jìn)調(diào)節(jié)，直至到達(dá)滿意值。
3． 為了保護(hù)數(shù)碼管，在其陽極串聯(lián)了1k歐姆的電阻。
五、設(shè)計(jì)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：經(jīng)過不斷調(diào)試，功率計(jì)最終測得的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)十分接近，有±4mv的誤差，符合誤差范圍。經(jīng)老師驗(yàn)收合格，實(shí)驗(yàn)成功
六、體會
在這次實(shí)驗(yàn)中，剛開始不知道設(shè)計(jì)的其實(shí)是一個(gè)數(shù)字電壓表，所以浪費(fèi)了一些時(shí)間。剛設(shè)計(jì)完電路后就要找元器件，這個(gè)階段我們學(xué)會了根據(jù)電阻上面環(huán)的顏色來辨認(rèn)電阻，這樣找電阻可以節(jié)省許多時(shí)間。
接著就搭建電路，有的人負(fù)責(zé)模塊的搭建，有的人負(fù)責(zé)找器件，這樣每個(gè)人就都有各自的任務(wù)，電路連接過程比較繁瑣，有時(shí)候搭建好了又發(fā)現(xiàn)不合理，就得拆了重新搭建，最后電路連好了。這個(gè)階段大家在一塊合作的比較好，覺得分工合作會使工作效率大大提高。
這個(gè)階段，不斷的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，鍛煉了自己的動手能力及解決問題的能力，而且在邏輯推理方面有用。通過這次實(shí)習(xí)，感覺到自己之前對模電知識和光纖通信知識非常缺乏，在這次實(shí)習(xí)過程中學(xué)會對這些知識的應(yīng)用。老師在驗(yàn)收時(shí)問的問題，自己還不能很正確的回答，感覺自己對整個(gè)電路的工作過程還不是很了解，我認(rèn)為要學(xué)好我們的專業(yè)不下功夫是不行的。
七、附錄
ISL7107模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的一些注意事項(xiàng)：
1，輸入電壓在；
2，牢記關(guān)鍵點(diǎn)的電壓，第1腳供電（5v），第36腳基準(zhǔn)電壓（100mv），第26腳負(fù)電源引腳（-3v至-5v），第31腳信號輸入腳（+199.9mv）；
3，芯片27，28，29引腳元件數(shù)值是0.22uF，47K, 0.47 Uf 阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個(gè)元件屬于工作的積分網(wǎng)絡(luò)，不能使用磁片電容。芯片的33和34腳接的104電容也不能使用磁片電容。
4.注意接地引腳：芯片的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號地是 30 腳，基準(zhǔn)地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個(gè)引腳都接地，在一些有特殊要求的應(yīng)用中（例如測量電阻或者比例測量），30 腳或 35 腳就可能不接地而是按照需要接到其他電壓上。
5.比例讀數(shù)：把 31 腳與 36 腳短路，就是把基準(zhǔn)電壓作為信號輸入到芯片的信號端，這時(shí)候，數(shù)碼管顯示的數(shù)值最好是 100.0 ，通常在 99.7 － 100.3 之間，越接近 100.0 越好。這個(gè)測試是看看芯片的比例讀數(shù)轉(zhuǎn)換情況，與基準(zhǔn)電壓具體是多少 mV 無關(guān)，也無法在外部進(jìn)行調(diào)整這個(gè)讀數(shù)。如果差的太多，就需要更換芯片了。 6.ICL7107 也經(jīng)常使用在 ±1.999V 量程，這時(shí)候，芯片 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，更換為 0.22uF,470K,0.047uF 阻容網(wǎng)絡(luò)，并且把 36 腳基準(zhǔn)調(diào)整到 1.000V 就可以使用在±1.999V 量程了
ICL7107是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電路。它包含3 1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動LED數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等，制作時(shí)，數(shù)字顯示用的數(shù)碼管為共陽型，2K可調(diào)電阻最好選用多圈電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，其它器件選用正品即可。該電路稍加改造，還可演變出很多電路，如數(shù)顯電流表、數(shù)顯溫度計(jì)等.
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