基于电路实现的日光灯光强测试文档格式.docx
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光信0801
院系：
2008010750
班级：
靖鑫
学号：
姓名：
指导教师：
吕勇、李刚
时间：
2011.5---2011.6
1、日光灯的发光强度测试仪
1.目的
掌握光电传感器的选择和接口电路的设计，能够针对被测信号的特点设计相应的信号处理电路，理解对测量系统的一般要求（精度、测量范围、响应速度）。
2.考核要求
（1）测量范围：
能够测量室内可能出现的最强日光灯的光强；
（2）测量精度：
采用3位半数字万用表作为输出显示，读数稳定在±
2LSB；
（3）响应速度：
>
1SPS；
（4）能够抑制其他光源的干扰。
比如，用手电稳定照射时基本不会干扰输出。
3.提示
按照题目要求，只能测量日光灯的“光”，因此，必须在电路上采取措施抑制环境光的干扰。
日光灯发出的光与其他光源发出的光最大不同在于发光频率不同。
因此，系统需要设计相应的信号滤波与处理电路。
鼓励采用单片机来控制，但需要注意自己的时间与精力是否足够！
设计最终定稿：
1.电流接口电路
2.信号放大
3.带通滤波器
4.精精密整流电路
5.低通滤波器
6.输出（示波器和万用表）
一．接口电路
采用芯片：
低噪声运算放大器ad795jn
电路实际图:
2．同相放大器
采用10倍放大
3．带通滤波器
用FilterPro设计
选择要设计的滤波器参数
根据响应选择滤波器类型（选择巴特沃斯滤波器）
巴特沃斯（Butterworth）:
通带平坦.脉冲响应比Chebyshev好.衰减速率中.阶跃响应会出现过冲和振荡.
切比雪夫（Chebyshev）:
通带纹波令人讨厌.衰减速率最好.阶跃响应振荡厉害.
贝塞尔（Besell）:
阶跃响应最好,过冲和振荡非常小.缺点是衰减速率差.
选用芯片：
选择多路负反馈
5
根据设计先用multisim仿真软件仿真一下，芯片选的是opa2134
四．精密全波整流
选用芯片精密放大器opa4277
五．低通滤波器
一号题目：
日光灯的发光强度测试仪
最后做出来的成品如下：
第一部分：
接口电路
1.示波器输出
No.1未拿手遮挡光敏面时输出如下图
No.2拿手遮住光敏二极管光敏面：
2.万用表输出：
No.1未拿手遮挡住光敏面
No.2拿手遮住光敏面：
No.3拿手电干扰输出时：
第二部分：
放大电路
放大电路焊上去发现前级输出已经够2V，放大倍数为10倍，由于电源电压的限制，输出一来没法达到，二来也没必要，就省去了。
之前在面包板上插的时候不知道信号幅值非常微小，故采用10倍的放大，后来焊接上和前一级连接起来发现问题后，便直接在接口电路后面接上了带通滤波器，跳过了这一放大。
第三部分：
带通滤波电路
电路参数如下
忘拍照留下效果图了反正虽然和理想情况有差距但是，中心频率偏了5hz，但基本满足要求
第四部分：
精密全波整流
示波器输出：
1.未遮挡光敏面时的输出
拿手电筒干扰时的输出：
结论基本上不受干扰
第五部分：
低通滤波器设计部分
采用芯片opa2134
测试时产生了自激震荡（测试图如下），我想问题出现在，设计时我想要滤波效果比较好，规定的技术指标过于苛刻，采用有源4阶多路负反馈低通滤波器（刚开始阶数设计的更高），导致实际电路时发生了问题，给李刚老师演示时，老师指导说用普通的RC滤波就行，我感到有些时候复杂的未必比简单的效果好。
由于时间我没能够再去完成，表示很遗憾。
结束语：
这次富有挑战性的任务，现在想想真是有很多想说的。
可以这么说，当初老师刚布置下来我做的日光灯测试装置的题目时，我打从心底里认为我不可能做出来，因为这个题目和其他的题目不太一样，虽说我自认为这是11道题目中最为简单的一道题，但是网上却没有参考，没有个电路图，没有个大体思路，有的全是些，已经做好的基于光学方法的测试仪，什么积分球啊，什么光强测试仪啊。
我想可能是用电路实现的方法过于老土，所以相关参考资料真的很少，我只能通过自己去查资料，认真思考并且和老师讨论来定夺，当时压力真的很大，什么都是从零开始，不知道新中发是哪里，干嘛的，不知道如何申请样片，不知道前面的种种未知。
也对，第一次难免会对未知的事物感到恐惧，不过同学们都觉得很有意义，虽然天天在抱怨李刚老师真是在难为我们，可是和他们聊天中我能感觉到，同学们真的还是很希望有这么一次机会的，只是人人对自己不自信而已。
我想我们是幸福的，如果没有这次机会，可能现阶段我们不会感觉到危机感，不会天天在为自己的题目去努力，可能一辈子也不会去重拾之前考试混过去模电，数点，电路方面的知识。
从另个方面讲，这次是毕业设计之前的一次小预演，相比较其他没这个机会去体会这个过程的人来说，我们真是太幸运了。
虽然我做的还不太令我满意，可是我想说一句，在这些时间里，我真的尽力了，我花了大把时间和精力去构思我的方案并付诸实际，反复修改，当然经老师指点后我觉得如果再给我1天时间我会把它做更好的，这是后话了。
总之，真的感谢李刚老师和吕勇老师，现在回头想想当初为之奋斗努力的时光还真是累并快乐着。
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