(1)信号转换部分,通过样品折射后的高斯光束经反射镜反射到光电二极管,光电二极管将光信号转换成模拟电信号,模拟电信号经高速并行A/D转换器转换为数字信号,并送数据锁存器锁存。

(2)数据处理部分,经A/D转换后的数字信号送入数据锁存器锁存,单片机通过缓冲器读取锁存器的数据,并将数据编码。

(3)数据传输部分,经编码后的数据传送给PC机,由PC机进行存储、打印、绘图等操作。

2 硬件电路

测量系统采用ATMEL公司的AT89C52作为控制器,由信号转换,信息处理,数据传送三部分组成。

2.1 信号转换

测量系统测量的对象是高频窄光脉冲信号,光脉冲的平均宽度仅为4 ns,所以信号转换电路和数据采集电路均要采用具有高频特性的电路,系统选用DETl0A/M高速光电二极管作为光电转换器,DETlOA/M的工作频率为1 GHz。并行A/D转换器中的比较器选用MAX964ESE高速比较器,其上升沿典型值为2.3 ns,失调电压为±2.0 mV,工作电压:2.7,~5.5V,内含4个比较器,图3中给出了1片MAX964ESE的连接电路。从比较器输出的信号送数据锁存器,数据锁存器采用高速、低功耗D触发器74AC74。测量开始,通过P1.0将D触发器的所有输出端清“O”,当光脉冲信号出现时,在D触发器的输出端将出现与脉冲幅度相对应的数据。测量系统共使用了4片MAX964ESE,8片D触发器74AC74,选择了16个比较点,电压范围从450~900 mV,相邻两个比较点的电压为30 mV。为保证测量的准确,基准电压由基准电压源TL431提供。

2.2 信号处理