光源光输出波动的准确测量及其影响因素[2]

　　2　 光源光波动的表征

　　表征光源光波动的参数有波动深度 (Fluctuation　depth)[12] 、闪烁指数 (Flicker index) [13]以及调制深度(Modulation depth)[14]。图 1 为用某种光源在空间某点产生的瞬时照度示意图，其中 Emax，Emax2，Emin ,Eav为照度的最大值、次大值、最小值和平均值，T为一个周期，阴影部分的面积 A1为大于平均照度的所有照度信号与平均照度的差值的总和，A2为小于平均照度的所有照度信号的总和。根据图1，波动深度定义为

　　在无纹波直流燃点时，光源的波动深度和闪烁指数均为0。调制深度

　　一般情况下，光源瞬时照度的相邻峰值的差别很小，调制深度接近于0。

　　为提高测量精度，测量光波动时取200ms的时间长度，这对50 Hz工作的灯等于10个电压电流周期，对频率25kHz和50kHz的电子镇流器分别包含5000和10000个周期。50Hz时功率和光波动频率均为100Hz。高频下电压、电流、功率波形的包络频率为100Hz，光信号的主频率也为100 Hz。

　　3　 测量方法比较

　　为了准确测量光源的光波动，对探测器有三个要求: (1) 带视见函数 V (λ) 修正; (2) 能响应频率为 100 Hz 的波动光信号; (3) 线性响应范围宽。本节分别使用了快速线性照度传感器、光敏二极管、普通照度计探头和光电倍增管结合数字存储示波器对电感镇流的36 W T8荧光灯的光波动进行了测量。示波器为 LDS Nicolet Sigma 60，10 bit，采样精度0.5 %，采样时间 20μs。为减小噪声，四种测量线路1中，接示波器的信号线必须用 BNC 同轴电缆接头。

　　照度传感器为杭州远方光电信息有限公司研制 ,探头V(λ)修正水平达到国家一级水平要求，照度测量范围１０0～１０6lx，光度线性优于 1 %，响应频率DC～1.5 kHz。照度传感器用9V干电池驱动，输出电压0～4V。测量时照度传感器探头放置于灯的正下方，用示波器记录200 ms的信号。调节灯与探头之间的距离，使示波器测量的最大值小于4V。暗室条件下测量照度传感器的背景噪声，在计算波动深度、闪烁指数时扣除。

　　光敏二极管测量线路如图2所示。光敏二极管型号为2CU5S，峰值波长940nm，响应时间15ns，响应角度±15°。直流电源9V，负载电阻1M Ω, 接示波器。整个线路封闭在一个接地的铝盒内，以减小噪声。测量时调整光敏二极管与灯的距离，使示波器测量的光信号的最大值小于1V，然后记录200ms的信号。在暗室下测得光敏二极管的背景噪声，在计算时扣除。

　　普通照度计探头的测量方法同照度传感器。