光纖通訊實習報告

一、設計題目:光功率計制作

二、設計要求:

通過實驗設計一個光功率計,要求可以測試輸入光信號的功率,并通過數(shù)碼管顯示。

三、分析設計:

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行濾波整流，就實現(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)生的直流進行數(shù)字化，并通過數(shù)碼管顯示，同時有比較小的誤差。這樣光信號的光功率大小就反映在數(shù)碼管上，從而實現(xiàn)了光功率計測試顯示功能。

2．模塊分解與功能設計:

（1）光電轉(zhuǎn)換模塊，由光接收機完成。

（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)部設有參考電壓、獨立模擬開關、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 腳是基準電壓，正確數(shù)值是 100mV，

它用于跟輸入的信號進行比較，輸入大于100mv時數(shù)碼管百位顯示1，小于100mv時顯示0。

第 26 引腳是負電源引腳，正確電壓數(shù)值是負的，在 －3V 至 －5V 都認為正常，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）； ICL7107芯片一個；

10 Ω 24kΩ ，470kΩ ，100kΩ ，1KΩ電阻各一個；

0.22uF, 0.47uF, 0.1uF, 100pF電容各一個； 1KΩ 的滑動變阻器兩個。

四、實驗調(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，并對該電路進行測試。測試時，1接電源，21接地，26接負電源，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，當方波的幅值為零時，數(shù)碼管顯示全為零，這時候才說明電路正確。在該實驗中，剛開始時不清楚負電源該如何接，通過請教同學才知道應該把正極接地，負極接26管腳，這樣26管腳就接的是負電源。

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調(diào)節(jié)，直至到達滿意值。

3． 為了保護數(shù)碼管，在其陽極串聯(lián)了1k歐姆的電阻。

五、設計結果

實驗結果：經(jīng)過不斷調(diào)試，功率計最終測得的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)十分接近，有±4mv的誤差，符合誤差范圍。經(jīng)老師驗收合格，實驗成功

六、體會

在這次實驗中，剛開始不知道設計的其實是一個數(shù)字電壓表，所以浪費了一些時間。剛設計完電路后就要找元器件，這個階段我們學會了根據(jù)電阻上面環(huán)的顏色來辨認電阻，這樣找電阻可以節(jié)省許多時間。

接著就搭建電路，有的人負責模塊的搭建，有的人負責找器件，這樣每個人就都有各自的任務，電路連接過程比較繁瑣，有時候搭建好了又發(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。通過這次實習，感覺到自己之前對模電知識和光纖通信知識非常缺乏，在這次實習過程中學會對這些知識的應用。老師在驗收時問的問題，自己還不能很正確的回答，感覺自己對整個電路的工作過程還不是很了解，我認為要學好我們的專業(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：

1，輸入電壓在；

2，牢記關鍵點的電壓，第1腳供電（5v），第36腳基準電壓（100mv），第26腳負電源引腳（-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，這三個元件屬于工作的積分網(wǎng)絡，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，基準地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個引腳都接地，在一些有特殊要求的應用中（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，就是把基準電壓作為信號輸入到芯片的信號端，這時候，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。這個測試是看看芯片的比例讀數(shù)轉(zhuǎn)換情況，與基準電壓具體是多少 mV 無關，也無法在外部進行調(diào)整這個讀數(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，并且把 36 腳基準調(diào)整到 1.000V 就可以使用在±1.999V 量程了

ICL7107是一塊應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)部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等，制作時，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)顯溫度計等.

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