[发明专利]基于单片机的平均光功率和消光比恒定的自动控制光模块

权利要求书

1.一种基于单片机的平均光功率和消光比恒定的自动控制光模块，其特征 在于：主要包括单片机(1)、数模转换器(2)、温度取样电路(3)、激光器驱动 电路(4)、背光电流取样电路(5)、保护电路(6)和激光器组件(7)；

单片机(1)、数模转换器(2)、激光器驱动电路(4)、激光器组件(7)、背 光电流取样电路(5)和单片机(1)依次连接，实现平均光功率恒定控制；

单片机(1)、数模转换器(2)、激光器驱动电路(4)、激光器组件(7)、温 度取样电路(3)和单片机(1)依次连接，实现消光比恒定控制；

温度取样电路(3)设置在激光器组件(7)附近，获取激光器组件(7)的 温度；

保护电路(6)设置在激光器驱动电路(4)和激光器组件(7)之间，实现 对激光器组件(7)的保护；

1)平均光功率恒定控制方法是：

通过上位机设置控制参数给单片机；

控制步骤如下：

①通过上位机进行功率上报校准，设置一偏置电流点，读取功率计读数输 入上位机界面，背光电流取样电路(5)把此功率转化为电压，输入到单片机(1) 进行模数转化后，输出背光二极管电流给上位机；同样，设置另外一偏置电流点， 读取功率计读数输入上位机界面，单片机(1)输出背光二极管电流给上位机， 通过以上数据计算公式：P＝KI_pb+b，

式中：P为平均光功率，I_pb为背光二极管输出电流，K、b为常数；

②通过上位机界面设置输出平均光功率设定值、偏置电流调整步进值、允 许控制的误差范围；

③单片机(1)通过反复采样背光二极管电流，来判断平均光功率是否达到 设置值允许的误差范围内；如果超出误差范围，单片机(1)通过设置的步进增 加或者减小偏置电流，来控制平均光功率在误差允许范围内；

2)消光比恒定控制方法是：

通过反复试验确定温度与调制电流设置表，利用查表方式设置调制电流来保 持消光比恒定；

控制步骤如下：

①通过热敏电阻取样激光器温度对应的电压，输入单片机(1)进行模数转 换；

②单片机(1)通过公式运算：T＝aV³+bV²+cV+d把电压转换为温度 查表，式中：T为温度，V为AD取样所得电压，a、b、c、d为常数；

③单片机(1)查出相应温度下的调制电流值，输出去控制激光器驱动器电 路(4)。

2.按权利要求1所述的自动控制光模块，其特征在于：

单片机(1)，采用Silicon Laboratories C8051F330，监控激光器组件(7) 的温度、光功率，控制数模转换器(2)设置偏置电流和调制电流。

3.按权利要求1所述的自动控制光模块，其特征在于：

保护电路(6)，由三极管和电阻组成，通过软件控制。

4.按权利要求1所述自动控制光模块，其特征在于用于平均光功率恒定控 制的上位机软件控制流程如下：

①设置第一个点的偏置电流(A)；

②判断是否读取此偏置电流下的光功率(B)，是则进入流程③，否则回转到 流程②；

③设置第二个点的偏置电流(C)；

④判断是否读取此偏置电流下的光功率(D)，是则进入流程⑤，否则回转到 流程④；

⑤通过上面两组数据计算K、b值(E)。

5.按权利要求1所述自动控制光模块，其特征在于用于平均光功率恒定控 制单片机的软件控制流程如下：

①单片机程序初始化(F)；

②取样背光二极管电流(G)；

③把流程②中的电流值代入公式P＝KI_pb+b，计算得到功率值(H)；

④判断给定功率值减去步骤③中计算所得功率值是否满足给定误差，是则结 束流程；否则进入流程⑤调整偏置电流(I)；

⑤如果计算所得功率和给定功率之差不满足误差要求，就调整偏置电流(J)， 然后进入流程②。