[發(fā)明專利]快速變化光功率的檢測和預(yù)測計算的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910069931.6
• 申請日: 2009-07-29
• 公開（公告）號: CN101634590A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 簡敬元;張翠紅;印新達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 溫國林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光功率的檢測和預(yù)測計算。特別是涉及一種可以在輸入光快速變化的瞬間完成對變化的目標(biāo)功率的準(zhǔn)確預(yù)估計算的快速變化光功率的檢測和預(yù)測計算的方法。

背景技術(shù)

在光通信系統(tǒng)中，光功率探測電路一般有兩種：一種是采用對數(shù)運算放大器構(gòu)成的跨導(dǎo)放大電路，此電路的優(yōu)點是動態(tài)范圍寬，缺點是在較低輸入光功率處對瞬變信號的探測靈敏度較低，不利于快速變化的光功率的探測；另一種是采用線性運算放大器的TIA(Transimpedance?Amplifier，跨阻抗放大)電路，此電路優(yōu)點是響應(yīng)速度快，輸入光功率和TIA電路的輸出成線性關(guān)系，通過檢測TIA電路的輸出信號較容易檢測輸入光信號的快速變化，其缺點是單跨阻TIA電路的實際動態(tài)范圍較窄，故通常需要使用多檔位TIA電路來拓寬輸入探測的動態(tài)范圍。

目前在應(yīng)用多檔位TIA電路實現(xiàn)輸入快速變化光功率的檢測時存在兩個缺陷：

第一個是在運算放大器增益帶寬積一定的情況下，輸入光功率越低，TIA電路所處檔位的跨阻會較大，電路增益隨之也較大，TIA電路的帶寬則會較窄，快速變化的輸入光信號通過TIA電路會產(chǎn)生失真，跨阻越大則失真越嚴(yán)重。目前采用的辦法是通過比較TIA電路輸出信號是否超過閾值，從而判斷光功率是否發(fā)生快速變化，但是無法根據(jù)TIA電路輸出的失真信號準(zhǔn)確計算得到快速變化光功率的實際值。

第二個是在輸入光信號跨越一個或多個檔位快速變化時，相鄰檔位之間的開關(guān)切換會引起TIA電路的輸出信號出現(xiàn)振蕩，在此期間很難區(qū)分TIA電路輸出信號的快速變化是由輸入光信號快速變化引起的還是由TIA電路換擋引起的。目前為避免換擋引起后續(xù)控制出現(xiàn)紊亂所采用的常用措施是檔位切換后延時一段時間直到換擋過程結(jié)束，這種辦法實際上在換擋時忽略了對快速變化的光功率的檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可以在輸入光快速變化的瞬間完成對變化的目標(biāo)功率的準(zhǔn)確預(yù)估計算，而且不受TIA電路的失真、振蕩等因素影響的快速變化光功率的檢測和預(yù)測計算的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種快速變化光功率的檢測和預(yù)測計算的方法，包括如下步驟：

步驟1，分別獲取跨阻抗放大電路各個檔位上的特征參數(shù)、瞬時斜率的閾值，并將這些特征參數(shù)和閾值分別存入?yún)?shù)表中；

步驟2，實時計算跨阻抗放大電路輸出信號的瞬時斜率值，并比較實時瞬時斜率與瞬時斜率閾值，判斷輸入光信號是否發(fā)生快速變化；

步驟3，當(dāng)輸入光信號發(fā)生快速變化時，確定輸入光變化的起始功率值，并根據(jù)跨阻抗放大電路輸出信號的瞬時斜率預(yù)測計算輸入光功率的實際變化量；

步驟4，將輸入光變化的起始光功率加上預(yù)測計算所得的輸入光功率變化量，得到輸入光快速變化時的預(yù)測光功率，作為輸入光的實際瞬時功率；

步驟5，比較預(yù)測得到的光功率值和根據(jù)跨阻抗放大電路輸出信號計算所得的光功率值，當(dāng)二者較接近時結(jié)束預(yù)測計算，此時輸入光的實際瞬時功率等于根據(jù)跨阻抗放大電路輸出信號計算所得的光功率值。

如果跨阻抗放大電路輸出信號的瞬時斜率的絕對值大于瞬時斜率閾值，則執(zhí)行輸入光功率的預(yù)測計算，包括如下處理步驟：

步驟S405，記錄開始預(yù)測計算之前的輸入光功率值P₀做為光功率快速變化的起始功率值；

步驟S406，保存當(dāng)前瞬時斜率值K(x)，并根據(jù)實際采樣值計算所得的光功率值P′(x)，其中x＝0、1、2、……，為采樣計算時刻；

步驟S407，實時比較相鄰瞬時斜率值K(x)值，找到絕對值最大的瞬時斜率值K_max(x)；步驟S408，預(yù)測計算輸入光功率變化的目標(biāo)功率值P(x)；

步驟S409，如果步驟S407中找到絕對值最大的瞬時斜率值K_max(x)，則停止預(yù)測計算，并保持采用瞬時斜率絕對值的最大值計算所得目標(biāo)功率值P(x)不變，如果步驟S407中當(dāng)前瞬時斜率值K(x)不是瞬時斜率絕對值的最大值，則輸出預(yù)測計算所得的目標(biāo)功率值P(x)；

步驟S410，判斷光功率值P′(x)的值是否接近目標(biāo)功率值P(x)；

步驟S411和步驟S412，當(dāng)光功率值P′(x)與目標(biāo)功率值P(x)的大小很接近時，輸出光功率值P′(x)，表示跨阻抗放大電路的輸出基本穩(wěn)定，當(dāng)光功率值P′(x)與目標(biāo)功率值P(x)的大小差別較大時，輸出目標(biāo)功率值P(x)，表示當(dāng)前正在進(jìn)行預(yù)測計算。