基于SPCE061A的激光衍射光柵測試儀設計
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該系統具有兩路采樣通道，一路采樣0級光斑和未加光柵時激光直接照射探測器的信號，另一路采樣1級光斑光電轉換后的信號。從光探測器出來的是0．01～0．5 mA的微弱電流信號，而單片機的ADC轉換范圍是0～2．5 V。為了使A／D轉換的精度提高，必須對電流信號進行電流一電壓轉換并將信號放大。
一般來說，ADC轉換器在對量程范圍內的中間值左右的轉換誤差最小。因此，設計時將所有電流信號都轉換為1 V左右的電壓信號。該系統需要測試的參數為光斑亮度比和光柵透過率，因此需要測量未加光柵前的探測器電流和加光柵后的兩個亮光斑產生的電流。而未加光柵前的電流大概為0．4～0．5 mA，0級光斑的電流大概為0．1～0．2 mA，而1級光斑的電流大概為0．01～0．05 mA，因此它們放大的倍數會有很大差別。其中測量0級光斑和未加光柵時激光的光探測器是同一個，為了使兩者產生的電壓都在1 V左右，設計一個單刀雙擲開關，以實現不同的放大倍數。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/195731.htm
3 測試儀的軟件設計
測試儀主程序流程圖如圖3所示。其中包括A／D轉換子程序、LED顯示子程序、外部按鍵中斷子程序。
通過兩路A／D分別對0級和1級光斑轉換所得的電壓信號進行采樣，為了提高采樣數據的穩定性與可靠性，采用了數字濾波。每路數據采樣150次，去掉最大值和最小值之后再取平均值。每一種合格光柵，其光斑亮度比和透過率的值在一定的范圍內，如果超過這個范圍，說明該光柵參數不合格，儀器會顯示U或倒U來說明該參數是上溢還是下溢，方便了用戶。
4 測試結果與分析
對于10個光柵樣品，測試的1級和0級光斑亮度比數據如表1所示。每個相同樣品測5組數據。其中參考值為光柵廠家提供的標準樣品值。
式(5)和式(6)中：δ為相對誤差；D為均方差；Ri為測量值；R為平均值；N為項數。試驗結果表明，測試儀測試誤差小于2％，均方差小于2．2×10-3，完全滿足設計要求。
5 結語
該設計利用高性能16位SPCE061A單片機實現了DVD等設備用激光二極管衍射光柵測試儀，非常適用于小批量衍射光柵的測試。經過實際測試驗證，具有較高的穩定性和精確度。具有溢出報警功能，同時，該儀器成本低，體積小，檢測效率高，具有較高的推廣價值。
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