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基于AD7705的在线激光功率检测系统设计

时间:05-01 来源:EDN 点击:

2.2 AD7705的初始化配置及对寄存器操作子程序

在使用AD7705之前,首先要对所有寄存器进行设置和初始化。系统需确定AD7705芯片的主要参数具体设计:主时钟取FCLK=2.457 6 MHz,输入通道选择单极性,数据更新速率为50 Hz。由于AD7705输入基准电压等于+5 V,输入负端接地,正端最大输入幅度+l_3 V,故增益可以选择4。当参数设置完毕以后,写入设置寄存器位MD1和MDO分别为0和1,完成系统自校准。在设置参数之前,首先对通信寄存器进行一次写操作,以决定下一个是什么样的寄存器和什么样的操作内容,再进行下一步的参数写入。与初始化以后,单片机就可以从模/数转换器中读数据,读取数据之前必须确定数据寄存器的状态。通过查询DRDY引脚,如果DRDY引脚处于低电平,则数据已经转换完成,可以读取。AD7705的初始化配置及对寄存器操作程序流程图如图5所示。

A/D转换器输出的是16进制数据,需要转换为电压值输出。

V=5.0(data-out/65 536.0)

得到的电压值还得转化为功率显示。通过实验在ND:YAG激光器上测量了不同激励电流下的系统输出电压,并实测了经精密激光功率计LOGO检测到的数据,得出两者之间的线性关系为P=50V。

A/D转换器的子程序如下:

3 系统测试

3.1 测试结果

通过将设计产品与精密激光功率计的实测结果进行比较发现,系统稳定性和精度较高,误差很小。实测结果如表1所示。其中,功率值1为LOGO激光功率计所测值;功率值2为所设计设备的测量值。

3.2 误差分析

在实际应用中由于强电磁场,系统中的闪烁信号干扰或者软件错误会造成接口迷失,一旦接口迷失,数据也无法从中正常读出。因此,在系统软件设计中应当定时复位系统接口。数据读出速率应不超过预设输出寄存器的更新速率。由于AD7705的分辨率太高,而要求的噪声电平又太小,所以必须注意接地和电路布线。

4 结 语

通过以上讨论,介绍了在线激光功率检测系统的设计原理。它利用AT89S51作为测量控制核心,采用C51作为编程语言,用以控制AD7705芯片的工作过程,使用光敏二极管作为光电传感器,AD7705内置的数字滤波器可有效抑制工频干扰,而丰富的校准功能可消除偏移、增益以及传感器的漂移误差。经实际测量验证,性能稳定可靠,响应迅速,工作环境适应性强,能实现对激光功率的实时检测。

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