亮度测量 - 基于微控制器的OLED光电性能综合测试系统

　　亮度测量电路由I/V转换电路和二级放大电路组成。OLED器件发出的光入射到光敏二极管GT101，输出仅0.002～200μA 的电流信号，I/V转换电路器件选用具有极低输入偏置电流的单片电路静电计型运算放大器OP07.OP07具有低输入电流和低输入补偿电压，因此适合作为非常敏感的光敏二极管的前置放大器。如图2所示，通过调节R12可将运放的失调调零，R2补偿集成运放的偏置电流。

　　本设计中亮度测量范围为1×10-3～200×103　cd/m2，为6个数量级的跳变，单个放大器放大倍数不能满足要求，因此需要量程切换。

　　I/V转换电路使用6组不同的反馈电阻连接6路常闭模拟开关MAX312进行量程切换。MAX312仅有10Ω的导通电阻和0.35Ω的导通电阻平坦度。

　　将常闭端连接反馈电阻，公共端连接放大器输出。

　　当输入端为高电平时，公共端和常闭端导通，选通与之连接的反馈电阻，反之则断开。

　　第一级输出0～200mV的电压，A/D转换采用2.5 V 的基准源。因此，第二级使用运放LF441CN，放大倍数12，将0～200mV电压放大到0～2.4V.

　　放大后的电压Vin分别输入单片机A/D通道和由LM324组成的上下限电压比较器，根据比较器输出分析信号幅度是否在规定范围内。为了使电路工作更稳定，比较电压值需预留一定的豁量。如图3所示，调节R10使比较上限电压为2.3V，调节R17使比较下限电压为0.1V，当Vin在0.1～2.3V时，量程合适，比较器输出逻辑电平00，启动A/D转换电路。否则，当Vin>2.3V时，通过模拟开关MAX312并配合软件来切换I/V转换电路的反馈电阻，向大量程切换;当Vin<0.1V时，向小量程切换，以适应不同强度的光信号。

　　3.4　温度测量

　　测量过程中，OLED器件的温度随通过器件的电流变化，系统选用红外热电堆传感器A2TPMI334-L5.50AA300非接触式测温。A2TPMI是一种内部集成了专用信号处理电路以及环境温度补偿电路的多用途红外热电堆传感器，这种集成红外传感器模块将目标的热辐射转换成模拟电压，输入到单片机的A/D通道，转换为相应的数字量。

　　其主要性能为：灵敏度42mV/mW;响应时间35ms;半功率点响应频率小于4Hz;测量目标温度的范围为-20～300℃。其温度-电压特性如下：

　　Tobj=-2.815　56×6+51.719　67×5-386.824　1×4+1　510.241×3-3　267.076×2+3　820.25×-1792.6 (1)式中：Tobj表示目标温度，x 表示相应目标温度下的电压值。