[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

技術領域

本發明屬于光纖通信測量領域，具體地說是一種光功率的測量方法，可用于光功率計測量儀器中。

背景技術

一般光功率計測量的原理如圖1所示：光探測二極管PIN完成光信號到電信號的轉換，即當被測光照射到PIN上時，輸入的光信號轉換成相應的電信號；由于輸入的電信號非常微弱，通過線性放大器完成電信號放大；模數轉換器ADC把電信號轉換成數字信號，便于數字處理和光功率值的計算；控制器通過選擇不同電阻值來切換光功率測量量程。

通常情況下，要求光功率計測量有很大的動態范圍，采用線性放大器時，輸出的電壓信號將遠遠超出了ADC的輸入范圍。因此，需要對輸入的信號進行分段放大，在小信號時采用大的放大增益，在大信號時采用小的放大增益，這樣使放大器的輸出電壓保持在要求的范圍之內。具體是在同一波段內，要通過選擇器，改變電阻值來改變放大器的增益。所以采用這種方法設計的光功率計有以下限制：首先，由于采用線性放大器，光功率計測量動態范圍小；其次，要求使用高精密電阻來控制放大增益；再次，要進行量程切換，存在換檔誤差；最后，需進行對數運算和量程切換處理，軟硬件復雜。而一般采用對數放大器的光功率測量方法，雖然不用量程切換就可以獲得大的動態范圍，但光功率值計算公式和校正比較復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有測量方法中光功率值計算公式和校正比較復雜，精度不高的缺陷，提出一種以對數比放大電路和軟件算法相結合的光功率測量方法。

實現本發明目的的技術方案包括如下步驟：

1)根據測量系統構建光功率計算公式為：

P＝K₃β+C₃

其中，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。

上述測量方法，其中所述的構建光功率計算公式的步驟如下：

<1>首先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：