[發明專利]光功率測量方法

無效

• 申請號: 200810232719.2
• 申請日: 2008-12-19
• 公開（公告）號: CN101451885A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 郭萬里;李兵兵;孟波;岳攀;沈曉菲
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華;黎漢華

1.一種光功率測量方法，包括如下步驟：

1)根據測量系統構建光功率計算公式為：

P＝K₃β+C₃

式中，K₃和C₃為每一功率值分段內兩個不同的常數，K₃由測量系統中對數放大器的增益決定，C₃由測量系統中對數放大器的動態范圍決定；β為被測光源的AD轉換的平均值；

2)通過鍵盤選擇被測光源信號波長，將載有被測光源的光纖與光端連接；

3)根據選擇的波長配置AD轉換器，讀取光端接收到的光源信號，并依次經過光電轉換和對數放大后進入AD轉換器；

4)AD轉換器循環讀入N次數據N>10，獲得N個AD轉換值，并求出這些轉換值的平均值β；

5)判斷β的值是否超出量程，若超出量程則通過OLED提示，結束測量；若符合量程要求則進行下一步；

6)將當前正在測量光源的波長按標準光源的功率分段，每一段功率對應一個K₃和C₃；

7)將β值與標準光源邊界值進行比較，判斷β在所屬功率分段的位置，根據β所在位置選擇相應K₃和C₃；

8)將已經確定的β、K₃和C₃值代入光功率計算公式，獲得被測信號的功率值P，并將該功率值送OLED顯示。

2.根據權利要求1所述的測量方法，其中步驟1所述構建光功率計算公式按如下過程進行：

<1>根據對數放大器的輸入和輸出關系得到對數放大器的輸出電壓：

VOUT=G[VY×RZRZ+RLOG×log10(IPDIZ)+VREF×RLOGRLOG+RZ]---(1)]]>

式中

G=1+RARB,]]>R_LOG＝5kΩ，I_PD＝ρP_PD

I_PD是光電二極管輸出的電流；I_Z是光電二極管截止電流；ρ是光電二極管的響應度，P_PD是輸入的光功率值；電阻R_Z，R_A和R_B以及參考電壓V_Y，V_REF均為所選對數放大器的確定參數；

<2>對(1)式進行化簡：

令K1=G×VY×RZRZ+RLOG,]]>C1=G×VREF×RLOGRLOG+RZ]]>

K₁和C₁均為常數，由芯片外部所接電阻網絡決定，

化簡(1)式為：

Vout=K1log10(IPDIZ)+C1;---(2)]]>

<3>對(2)式進行化簡：

令P＝10log₁₀P_PD；K2=10K1;]]>C2=10log10(IZρ)-10C1K1,]]>

化簡(2)式為：

P＝K₂V_out+C₂?????????????????????(3)

式中K₂和C₂是常數，所以放大器輸出電壓值V_out和被測功率值P(以dBm表示)就成為簡單的線性對應關系。這樣避免了繁瑣的對數運算，使得后繼的程序處理和結果計算就變得簡單了；

<4>對(3)進行代換：

將V_OUT＝σβ代入(3)式，其中β是AD轉換值的十進制表示，σ是ADC最小量化間隔，得：

P＝K₂V_out+C₂

同時令K₂σ＝K₃，C₂＝C₃得最終光功率計算公式：

P＝K₃β+C₃。?????????????????????????????????(4)

3，根據權利要求1所述的測量方法，其中步驟8所述K₃和C₃的確定可有由如下過程進行：

1)將光功率計所能測量的范圍分為三段，按照分段要求輸入不同的標準光功率值A，B和C，對應的AD轉換值分別為D，E和F，以此作為AD轉換器的分界值；

2)在每一功率段內算出K₃和C₃值，計算公式為：

K₃＝(B-A)/(E-D)，C₃＝A-K₃D，此處為第一段

3)將K₃、C₃和D、E、F依次存成表，測量時，先讀入AD值β，再與AD邊界值比較，確定β值處于哪一分段，選擇相應分段的K₃和C₃。