微弱光信號(hào)功率的高精度測(cè)量技術(shù)

利用Intel~il公司的斬波穩(wěn)零式高精度運(yùn)算放大器ICL7650及Tl公司的推出的超低功耗FLASH型芯
片MSP430FI3X，對(duì)微弱光信號(hào)的功率做高精度的測(cè)量分析與沒(méi)計(jì) 并給出系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件流程，測(cè)
量動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)到8 一1130 dBm，功率穩(wěn)定度可達(dá)到±o．Ol nw，且系統(tǒng)n向應(yīng)快、超低功耗、設(shè)計(jì)體積小。
關(guān)鍵詞：光功率；ICL7650；MSP430F13X
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光纖通信也得到了迅速的發(fā)展。同時(shí)對(duì)微弱光信號(hào)的功率測(cè)量要求越來(lái)越高。包括其測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍、穩(wěn)定度、體積的大小和低功耗問(wèn)題。ICL7650和MSP430已成為主要設(shè)計(jì)器件。
2 模擬信號(hào)部分
2．1 信號(hào)的高精度放大原理
利用斬波穩(wěn)零式高精度運(yùn)算放大器ICL7650和模擬開(kāi)關(guān)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成與A／D采樣所需求的匹配信號(hào)。

ICL7650除了具有普通運(yùn)算放大器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍外，還具有高增益、高共模抑制比、失調(diào)小和漂移低等特點(diǎn)，其工作原理如圖l所示。ICL7650含有2個(gè)放大器，MAIN是主放大器(CMOS運(yùn)算放大器)和NULL是調(diào)零放大器(CMOS高增益運(yùn)算放大器)。電路通過(guò)電子開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換來(lái)進(jìn)行如下2個(gè)階段工作：第一階段是在內(nèi)部時(shí)鐘(OSC)的上半周期，電子開(kāi)關(guān)A和B導(dǎo)通，A和C斷開(kāi)，電路處于誤差檢測(cè)和寄存階段；第二階段是在內(nèi)部時(shí)鐘的下半周期，電子開(kāi)關(guān)A和C導(dǎo)通，A和B斷開(kāi)。電路處于動(dòng)態(tài)校零和放大階段。由于ICL7650中的NULL運(yùn)算放大器的增益一般可達(dá)到100 dBm左右，因此，即使主運(yùn)放MAIN的失調(diào)電壓VOSN達(dá)到100 mV，整個(gè)電路的失調(diào)電壓也僅為l txV。由于以上2個(gè)階段不斷交替進(jìn)行。電容CN和CM將各自所寄存的