畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）多檔光功率計(jì)設(shè)計(jì)

1、大大 連連 民民 族族 大大 學(xué)學(xué) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）文） 多檔光功率計(jì)設(shè)計(jì)多檔光功率計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 （系）：物理與材料工程學(xué)院 專 業(yè)：光電子技術(shù)科學(xué) 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 日 期：2015 年 07 月 01 日 大連民族大學(xué) 摘摘 要要 本次設(shè)計(jì)以通用運(yùn)算放大器中的 i-v 轉(zhuǎn)換器和同相放大器為核心，通過(guò)多 檔開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)不同反饋電阻間的切換，從而實(shí)現(xiàn)多檔光功率計(jì)的設(shè)計(jì)。 首先，我使用 altium designer summer 09 軟件繪制電路原理圖與 pcb 板 圖；其次，到實(shí)驗(yàn)室，在馮老師的指導(dǎo)與幫助下，根據(jù)所繪電路原理圖，完成 使

2、用電烙鐵點(diǎn)焊電路板的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，該電路板中有六個(gè)電阻、兩個(gè) op07 芯片、 硅光電池和若干導(dǎo)線等；再其次，利用萬(wàn)用表調(diào)試電路板，直至調(diào)試無(wú)誤；接 著，打開(kāi)光源鎢燈，利用積分球提供穩(wěn)定光，對(duì)硅光電池進(jìn)行照射，通過(guò)改變 積分球的出射光功率改變光照強(qiáng)度，在不同光功率下使用萬(wàn)用表分別測(cè)量電路 最終的輸出電壓，記錄數(shù)據(jù)；然后，切換 i-v 轉(zhuǎn)換電路的反饋電阻，改變光功 率計(jì)的檔位，重復(fù)上一步驟，記錄數(shù)據(jù)；而后，根據(jù)所得數(shù)據(jù)，繪制 p-u 曲線， 并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定與靈敏度計(jì)算；最后，分析整體電路的輸入與輸出特性，得出 本次課程設(shè)計(jì)圓滿完成的結(jié)論。 關(guān)鍵詞：通用運(yùn)算放大器、多檔開(kāi)關(guān)、關(guān)鍵詞：通用運(yùn)算放大器、多

3、檔開(kāi)關(guān)、altiumaltium designerdesigner summersummer 0909 目目 錄錄 一、緒論一、緒論 .1 1.1 設(shè)計(jì)背景.1 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù).1 1.3 基本理論知識(shí).1 1.3.1 半導(dǎo)體三極管.1 1.3.2 理想運(yùn)算放大器.2 1.3.3 同相放大器.2 1.3.4 反相放大器.3 1.3.5 i-v 轉(zhuǎn)換器.3 1.3.6 多檔開(kāi)關(guān).4 1.4 其他理論知識(shí).4 1.4.1 焊接.4 1.4.2 altium designer summer 09.5 二、設(shè)計(jì)方案二、設(shè)計(jì)方案 .5 2.1 功能設(shè)計(jì).5 2.2 原理圖設(shè)計(jì).5 2.3 pcb 設(shè)計(jì)

4、.6 三、硬件與設(shè)備三、硬件與設(shè)備 .7 3.1 pcb.7 3.2 硅光電池.7 3.2.1 結(jié)構(gòu)分析.7 3.2.2 工作原理.8 3.3 鎢燈.8 3.4 積分球.8 3.5 op07cp 芯片.9 3.6 其他工具.9 四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程 .10 4.1 實(shí)驗(yàn)步驟.10 4.2 注意事項(xiàng).10 4.3 完成情況.11 五、數(shù)據(jù)記錄與分析五、數(shù)據(jù)記錄與分析 .11 5.1 數(shù)據(jù)記錄.11 5.2 數(shù)據(jù)分析.12 5.2.1 理論放大系數(shù).12 5.2.2 靈敏度.12 5.2.3 p-u 曲線（標(biāo)定曲線）.12 5.2.4 模擬 p-u 表.13 5.3 誤差分析.13 5.3.1

5、 放大系數(shù)誤差分析.13 5.3.2 靈敏度誤差分析.13 六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) .14 七、參考文獻(xiàn)七、參考文獻(xiàn) .14 一、一、緒論緒論 1.11.1 設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景 隨著教學(xué)的深入開(kāi)展，本專業(yè)光電子技術(shù)科學(xué)的學(xué)生有必要了解與掌 握一些基本的實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)的技能，并能有相應(yīng)的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?本次課程設(shè)計(jì)以通用運(yùn)算放大器中的 i-v 轉(zhuǎn)換器和同相放大器為主，通過(guò) 切換不同的反饋電阻，實(shí)現(xiàn)多檔光功率的測(cè)量。 1.21.2 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) （1）使用 altium designer summer 09 軟件繪制電路原理圖與 pcb； （2）根據(jù)設(shè)計(jì)電路板的功能與結(jié)構(gòu)，選取所需元件； （3）

6、使用電烙鐵，把各個(gè)元件正確地點(diǎn)焊在電路板上； （4）使用萬(wàn)用表調(diào)試焊接好的電路板，直至無(wú)誤為止； （5）使用萬(wàn)用表測(cè)量與記錄在不同光功率下的電壓值，切換反饋電阻，重 復(fù)測(cè)量與記錄，最后對(duì)多檔光功率計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，并繪制標(biāo)定曲線。 1.31.3 基本理論知識(shí)基本理論知識(shí) 完成該設(shè)計(jì)，需掌握以下基本理論知識(shí)。 1.3.11.3.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 圖 1.1 半導(dǎo)體三極管 三極管由兩個(gè) pn 結(jié)組成，分為 pnp 和 npn 兩種類型，具有電流放大作用。 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；基區(qū)最薄，摻雜濃度最低；集電區(qū)面積最大。 1.3.21.3.2 理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器 圖 1.2 理想運(yùn)算放

7、大器 理想運(yùn)算放大器的輸入電阻為無(wú)窮大，輸出電阻為無(wú)窮?。ń茷榱悖?，電 壓放大倍數(shù)為無(wú)窮大等。在線性區(qū)工作時(shí)有以下特點(diǎn)： （1） 輸入電流等于零，這種現(xiàn)象稱為“虛斷” ； （2） 差模輸入電壓等于零，這種現(xiàn)象稱為“虛短” ； （3） 2 與 3 相互跟隨變化，且二者關(guān)系為（2） ； （4） 虛地：3 接地，相當(dāng)于 2 接地（虛地）等。 1.3.31.3.3 同相放大器同相放大器 圖 1.3 同相放大器 同相放大器的電壓信號(hào)從同相輸入端輸入，采用電壓串聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，具 有共模抑制比要求高、輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)。根據(jù)計(jì)算可得： 0 = 1 = += 0= (1 + 1) = 1 + 1

8、 = = 1 + 1 因此，同相放大器的電壓增益為 。 1.3.41.3.4 反相放大器反相放大器 圖 1.4 反相放大器 反相放大器的電壓信號(hào)從反相輸入端輸入，采用電壓并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，具 有共模抑制比要求低、輸入電阻和輸出電阻較低的特點(diǎn)。根據(jù)計(jì)算可得： = += 01= 2 = 2 1 1 = 2 = = 2 1 因此，反相放大器的電壓增益為 。 1.3.51.3.5 i-vi-v 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 圖 1.5 i-v 轉(zhuǎn)換器 i-v 轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)換為電壓的放大器。根據(jù)計(jì)算可得： = 該電路組成的 i-v 轉(zhuǎn)換器避免了運(yùn)放輸入失調(diào)電壓、偏入偏置電路和失調(diào) 電流影響帶來(lái)的積分誤差，也避免了電

9、容的漏電流帶來(lái)的誤差，但對(duì)電阻和運(yùn) 放的精度要求較高。 1.3.61.3.6 多檔開(kāi)關(guān)多檔開(kāi)關(guān) 圖 1.6 多檔開(kāi)關(guān) 多檔開(kāi)關(guān)是指一個(gè)可以使電路開(kāi)路、使電流中斷或使其流到其他電路的電 子元件，它含有一個(gè)或數(shù)個(gè)接通點(diǎn)，接點(diǎn)的“閉合” （closed）表示電子接點(diǎn)導(dǎo) 通，允許電流流過(guò)；開(kāi)關(guān)的“開(kāi)路” （open）表示電子接點(diǎn)不導(dǎo)通形成開(kāi)路，不 允許電流流過(guò)。 1.1.4 4 其他理論知識(shí)其他理論知識(shí) 1.4.11.4.1 焊接焊接 焊接，也稱作熔接、镕接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬 或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)。 焊接的能量來(lái)源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦

10、和超 聲波等。焊接可在多種環(huán)境下進(jìn)行，如野外、水下和太空。無(wú)論在何處，焊接 都可能給操作者帶來(lái)危險(xiǎn)，所以在進(jìn)行焊接時(shí)必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。 焊接通過(guò)下列三種途徑達(dá)成接合的目的： （1）加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固后便接合， 必要時(shí)可加入熔填物輔助； （2）單獨(dú)加熱熔點(diǎn)較低的焊料，無(wú)需熔化工件本身，借焊料的毛細(xì)作用連 接工件（如軟釬焊、硬焊） ； （3）在相當(dāng)于或低于工件熔點(diǎn)的溫度下輔以高壓、疊合擠塑或振動(dòng)等使兩 工件間相互滲透接合（如鍛焊、固態(tài)焊接） 。 本次課設(shè)使用第二種途徑進(jìn)行焊接操作。 1.4.21.4.2 altiumaltium designerdesigne

11、r summersummer 0909 altium designer 是原 protel 軟件開(kāi)發(fā)商 altium 公司推出的一體化的電 子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，主要運(yùn)行在 windows 操作系統(tǒng)。altium designer 的主要功 能有： （1） 原理圖設(shè)計(jì) （2） 印刷電路板設(shè)計(jì) （3） fpga 的開(kāi)發(fā) （4） 嵌入式開(kāi)發(fā) （5） 3d pcb 設(shè)計(jì) altium designer 這套軟件通過(guò)把原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、pcb 繪制編輯、 拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)的完美融合，為設(shè)計(jì)者 提供了全新的設(shè)計(jì)解決方案，使設(shè)計(jì)者可以輕松進(jìn)行設(shè)計(jì)，熟練使用這一軟件 必將使電路

12、設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率大大提高。 二、設(shè)計(jì)方案二、設(shè)計(jì)方案 2.12.1 功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì) 制作一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能的電路： （1） 實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)換為電壓與電壓放大； （2） 實(shí)現(xiàn)切換反饋電阻的多檔光功率測(cè)量； （3） 實(shí)現(xiàn)電路安全穩(wěn)定,能夠測(cè)量與記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。 2.22.2 原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì) 圖 2.1 功能流程圖 圖 2.1 為本次設(shè)計(jì)的電路的功能流程圖，該電路需要實(shí)現(xiàn)從光源到光電轉(zhuǎn) 換，光電轉(zhuǎn)換到 iv 轉(zhuǎn)換，iv 轉(zhuǎn)換到電壓放大，電壓放大到功率轉(zhuǎn)換的功能。 圖 2.2 電路原理圖 根據(jù)電路的功能設(shè)計(jì)的要求，使用 altium designer summer 09 軟件繪制 多檔光功率計(jì)的

13、原理圖，如圖 2.2 所示。u1 為 i-v 轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)把由 p1 端的 硅光電池 d 受光照產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為電壓的功能；u2 為同相放大器,把 u1 產(chǎn)生 的電壓信號(hào)進(jìn)行比例放大，輸出放大的電壓信號(hào)；s 為多檔開(kāi)關(guān)，可切換到不 同的反饋電阻實(shí)現(xiàn)不同檔位間的變換，其中各個(gè)電阻的阻值為： r1a=10k,r1b=100k,r1c=300k,r2=100r,r3=100k,r4=100k。 2.2.3 3 pcbpcb 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 圖 2.3 印制電路板圖 圖 2.4 印制電路板圖（敷銅） 使用 altium designer summer 09 軟件進(jìn)行 pcb 封裝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果為 圖 2.3

14、 和圖 2.4 所示。 三、硬件三、硬件與設(shè)備與設(shè)備 在本次課程設(shè)計(jì)中，需要用到電路板、硅光電池、鎢燈、積分球、op07cp 芯片、管座、電阻、電烙鐵、焊錫、偏口鉗、萬(wàn)用表和導(dǎo)線等硬件設(shè)備。 3.13.1 pcbpcb 圖 3.1-3.2 pcb 3.23.2 硅光電池硅光電池 圖 3.3 硅光電池結(jié)構(gòu)示意圖 硅光電池（又稱太陽(yáng)能電池）是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件， 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，核心部分是一個(gè)面積較大的 pn 結(jié)，并具有光生伏特效應(yīng)，即受到 光照時(shí)能產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和電流。它可用作光電探測(cè)器和光電池，被廣泛用于太 空和野外便攜式儀器等的能源，具有壽命長(zhǎng)、使用方便、無(wú)噪音、無(wú)污染等優(yōu) 點(diǎn)。

15、 在本次課程設(shè)計(jì)中，采用硅光電池作為多檔光功率計(jì)的探測(cè)器。 3.2.13.2.1 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 硅光電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3.3 所示，主要由兩部分組成：n 型硅基片層和 p 型硅受光層。根據(jù) pn 結(jié)原理，當(dāng)光照在 p 型硅表面，且光子能量大于材料的禁 帶寬度時(shí)，在 pn 結(jié)內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，n 區(qū)電子密度增加，p 區(qū)空穴密度增加， 如果外電路處于開(kāi)路狀態(tài)，那么這些光生電子和空穴積累在 pn 結(jié)附近，使 p 區(qū) 獲得附加正電荷，n 區(qū)獲得附加負(fù)電荷，這樣在 pn 結(jié)上產(chǎn)生一個(gè)光生電動(dòng)勢(shì)， 這一現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。如果連接靈敏電流計(jì)形成閉合電路，則在回路中 產(chǎn)生光電流，光電流的大小與入射光

16、強(qiáng)有關(guān)。 3.2.23.2.2 工作原理工作原理 硅光電池的工作原理是基于光生伏特效應(yīng)。當(dāng)半導(dǎo)體 pn 結(jié)處于零偏或反偏 時(shí)，在它們的結(jié)合面耗盡區(qū)存在一內(nèi)電場(chǎng)，當(dāng)有光照時(shí)，入射光子將把處于價(jià) 帶中的束縛電子激發(fā)到導(dǎo)帶，激發(fā)出的電子空穴對(duì)在內(nèi)電場(chǎng)作用下分別漂移到 n 型區(qū)和 p 型區(qū)，當(dāng)在 pn 結(jié)兩端加負(fù)載時(shí)就有一光生電流流過(guò)負(fù)載。流過(guò) pn 結(jié)兩端的電流由下式確定： = ( 1)+ 其中：is(飽和電流);v(pn 結(jié)兩端的電壓);t(絕對(duì)溫度);ip(產(chǎn)生的光電流) 圖 3.4 硅光電池的伏安特性曲線 當(dāng)在硅光電池兩端加負(fù)載就會(huì)有電流流過(guò)，當(dāng)負(fù)載很小時(shí)，電流較小而電 壓較大；當(dāng)負(fù)載很大時(shí)，

17、電流較大而電壓較小。圖 3.4 為硅光電池的伏安特性 曲線。 3.33.3 鎢燈鎢燈 鎢燈，一種用于各種類型商場(chǎng)、酒店、店鋪、家居等裝飾設(shè)計(jì)照明及儀器 照明的燈具，具有燈光效高、壽命長(zhǎng)、光色良好的特點(diǎn)。 3.43.4 積分球積分球 圖 3.5 積分球原理圖 積分球（integrating sphere）是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球 體，又稱光度球和光通球， 其特點(diǎn)是具有高反射性內(nèi)表面的空心球體。球壁上 開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)窗孔，用作進(jìn)光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內(nèi)壁應(yīng) 是良好的球面，通常要求它相對(duì)于理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的 0.2%。球內(nèi) 壁上涂以理想的漫反射材料（漫反射系數(shù)接近

18、于 1） 。常用的材料是氧化鎂或硫 酸鋇，將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后，噴涂在內(nèi)壁上。氧化鎂涂層在可見(jiàn)光譜 范圍內(nèi)的光譜反射比都在 99%以上，這樣，進(jìn)入積分球的光經(jīng)過(guò)內(nèi)壁涂層多次 反射，在內(nèi)壁上形成均勻照度。為獲得較高的測(cè)量準(zhǔn)確度，積分球的開(kāi)孔比應(yīng) 盡可能小。開(kāi)孔比定義為積分球開(kāi)孔處的球面積與整個(gè)球內(nèi)壁面積之比。 3.3.5 5 op07cpop07cp 芯片芯片 圖 3.6 op07cp 封裝圖 op07 是高精度低失調(diào)電壓的精密運(yùn)放集成電路,用于微弱信號(hào)的放大，如 果使用雙電源，能達(dá)到最好的放大效果。 3.3.6 6 其他工具其他工具 圖 3.7 電烙鐵 圖 3.8 焊錫 圖 3.9 偏口

19、鉗 圖 3.10 萬(wàn)用表 電烙鐵，用于焊接元件及導(dǎo)線。 焊錫，是在焊接線路中連接電子元器件的重要工業(yè)原材料，廣泛應(yīng)用于電 子工業(yè)、家電制造業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)、維修業(yè)和日常生活中。 偏口鉗，電工常用工具之一，又稱為“斜口鉗” ，主要用于剪切導(dǎo)線，元器 件多余的引線。 萬(wàn)用表，一種多功能、多量程的測(cè)量?jī)x表，一般可測(cè)量直流電流、直流電 壓、交流電流、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可測(cè)量交流電流、電容 量、電感量及半導(dǎo)體的一些參數(shù)等。 四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程 4.14.1 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 （1）提前使用 altium designer summer 09 軟件繪制電路原理圖與 pcb； （2）兩人

20、一組，找齊所需設(shè)備與元件； （3）使用電烙鐵把各個(gè)元件焊接到電路板上； （4）在電路板管座上安裝 op07cp 芯片，使用萬(wàn)用表調(diào)試電路板； （5）在調(diào)試無(wú)誤后，用鎢燈和積分球提供穩(wěn)定光源，對(duì)硅光電池進(jìn)行照射， 通過(guò)改變積分球的出射光功率改變光照強(qiáng)度，在不同光功率下使用萬(wàn)用表分別 測(cè)量電路最終的輸出電壓，記錄數(shù)據(jù)； （6）切換 i-v 轉(zhuǎn)換電路的反饋電阻，改變光功率計(jì)的檔位，重復(fù)上一步驟， 記錄數(shù)據(jù)； （7）檢查整體實(shí)驗(yàn)情況，確認(rèn)后整理實(shí)驗(yàn)室，打掃衛(wèi)生，實(shí)驗(yàn)完成。 4.24.2 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 安全第一，正確使用設(shè)備，操作過(guò)程中保護(hù)電路元件，避免靜電造成元件 損傷；降低噪聲信號(hào)，提高數(shù)據(jù)真實(shí)

21、性。 4.34.3 完成情況完成情況 圖 4.1 焊接后的 pcb 圖 4.2 多檔反饋電阻 圖 4.3 硅光電池電路 圖 4.4 整體電路 圖 4.1 所示電路板，點(diǎn)焊了兩個(gè)管座、兩個(gè) op07 芯片、三個(gè)電阻（阻值分 為 100r、100k 和 100k）和若干導(dǎo)線等，該電路板構(gòu)成 i-v 轉(zhuǎn)換電路和同相放 大電路；圖 4.2 所示電路板，點(diǎn)焊了四個(gè)電阻（阻值分為 10k、100k、300k 和 470k） ，其中選用 10k、100k 和 300k 的電阻作為本次課程設(shè)計(jì)的多檔反饋電阻。 五、數(shù)據(jù)記錄與分析五、數(shù)據(jù)記錄與分析 5.15.1 數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄 表 5.1 多檔光功率計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)

22、驗(yàn)數(shù)據(jù)表 實(shí)驗(yàn)在較為理想情況下進(jìn)行，分別測(cè)量光功率計(jì)在不同輸出光功率和不同 檔位（即 10k 反饋電阻、100k 反饋電阻和 300k 反饋電阻）下的輸出電壓，得 到如表 5.1 所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表。 5.5.2 2 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析 下面結(jié)合設(shè)計(jì)的電路，計(jì)算與分析測(cè)得的數(shù)據(jù)。 5.2.15.2.1 理論放大系數(shù)理論放大系數(shù) 放大系數(shù) a理=1+r4/r3=1+100k/100k=2。 5.2.25.2.2 靈敏度靈敏度 對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，得到光功率計(jì)各檔位的 p-u 關(guān)系式分別為， 10k 反饋電阻：y = 0.4011x - 0.00671 100k 反饋電阻：y = 4.0067x

23、- 0.01582 300k 反饋電阻：y = 11.974x + 0.10553 靈敏度（sensitivity）是衡量物理儀器的一個(gè)標(biāo)志，由123式可得， 光功率計(jì)各檔位的靈敏度 分別為： 10k 反饋電阻：0.4011；100k 反饋電阻：4.0067；300k 反饋電阻：11.974 可知，光功率計(jì)的靈敏度與反饋電阻的阻值成正比，反饋電阻越高，靈敏 度越高。因此，合理選擇反饋電阻，以匹配相應(yīng)的靈敏度尤為重要。 5.2.35.2.3 p-up-u 曲線（標(biāo)定曲線）曲線（標(biāo)定曲線） 圖 5.1 輸入光功率與輸出電壓（p-u）曲線 根據(jù)表 5.1 所得數(shù)據(jù)，使用 excel 軟件繪制了輸入光

24、功率與輸出電壓（p- u）曲線，如圖 5.1 所示。由圖 5.1 可知，輸入光功率與輸出電壓（p-u）關(guān)系 在光功率為 0-5w 的范圍內(nèi)，具有良好的線性關(guān)系。 5.2.45.2.4 模擬模擬 p-up-u 表表 圖 5.2 輸入光功率與輸出電壓（p-u）標(biāo)定表盤(pán) 根據(jù)表 5.1 所得數(shù)據(jù)，模擬真實(shí)電表，繪制標(biāo)定表盤(pán)，即 p-u 表，如圖 5.2 所示，使用該表盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)把所測(cè)的光功率值換算為對(duì)應(yīng)的電壓值的讀數(shù) 功能。 5.5.3 3 誤差分析誤差分析 5.3.15.3.1 放大系數(shù)誤差分析放大系數(shù)誤差分析 分析所得數(shù)據(jù)，計(jì)算出同相比例放大電路的實(shí)際放大系數(shù) a實(shí)=2.0109，則 絕對(duì)誤差為， |實(shí) 理| 理 = |2.0109 2| 2 100% = 0.55% 實(shí) 理 1 由計(jì)算結(jié)果可知，放大系數(shù)的絕對(duì)誤差很?。?.55%） ，實(shí)際放大系數(shù)與理 論放大系數(shù)比值接近 1。因此，該結(jié)果較為精確，與理論相符程度高。 5.3.25.3.2 靈敏度誤差分析靈敏度誤差分析 10k 反饋電阻：實(shí)=0.4011，理=0.4，絕對(duì)誤差為， |實(shí) 理| 理 = |0.4011 0.4| 0.4 100% = 0.28% 實(shí) 理 1 100k 反饋電阻：實(shí)=4.0067，理=4，絕對(duì)誤差為， |實(shí) 理| 理 = |4.0067 4| 4 100% = 0.17% 實(shí)