[發(fā)明專利]C+L波段的EDFA教學(xué)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710477897.0
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN108133650B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周雪芳;葛超群;魏一振
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.C+L波段的EDFA教學(xué)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于包括C波段EDFA放大模塊、L波段EDFA放大模塊、液晶面板顯示模塊和控制模塊；

控制模塊通過RS232接口數(shù)據(jù)線控制C波段EDFA放大模塊、L波段EDFA放大模塊、液晶面板顯示模塊；具體的控制模塊中的功率控制電路(11)和溫度控制電路(12)用于控制C波段EDFA放大模塊、L波段EDFA放大模塊中的泵浦激光器(1)，同時實(shí)時控制液晶面板顯示模塊中液晶顯示屏上的顯示；

C波段EDFA放大模塊包括泵浦激光器(1)、3dB光耦合器(2)、光隔離器(3)、C波段第一WDM復(fù)用器(4-1)和C波段第二WDM復(fù)用器(4-2)、C波段摻鉺光纖(5)和可調(diào)光衰減器(14)；

L波段EDFA放大模塊包括泵浦激光器(1)、3dB光耦合器(2)、光隔離器(3)、L波段第一WDM復(fù)用器(6-1)和L波段第二WDM復(fù)用器(6-2)、L波段摻鉺光纖(7)和可調(diào)光衰減器(14)；

液晶顯示模塊包括液晶顯示屏、開關(guān)按鈕(8)、LD功率設(shè)定按鈕(9)和LD溫度設(shè)定按鈕(10)；

該EDFA教學(xué)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱工作時存在多種工作模式，C波段的EDFA包括前向泵浦的C波段EDFA連接方式、后向泵浦的C波段EDFA連接方式和雙向泵浦的C波段EDFA連接方式；L波段的EDFA包括前向泵浦的L波段EDFA連接方式、后向泵浦的L波段EDFA連接方式和雙向泵浦的L波段EDFA連接方式，具體的：

前向泵浦的C波段EDFA連接方式，泵浦激光器(1)和光隔離器(3)一端通過光纖連接，光隔離器(3)另一端與C波段第一WDM復(fù)用器(4-1)的a端口相連接，待放大的輸入信號接C波段第一WDM復(fù)用器(4-1)的b端口，C波段第一WDM復(fù)用器(4-1)的c端口與C波段摻鉺光纖(5)的一端連接，C波段摻鉺光纖(5)的另一端與可調(diào)諧衰減器(14)一端連接，可調(diào)諧衰減器(14)的另一端作為整個放大器的輸出；

后向泵浦的C波段EDFA連接方式，泵浦激光器(1)和光隔離器(3)一端通過光纖連接，光隔離器(3)另一端與C波段第二WDM復(fù)用器(4-2)的f端口，待放大的輸入信號與C波段摻鉺光纖(5)的一端連接，C波段摻鉺光纖(5)的另一端連接C波段第二WDM復(fù)用器(4-2)的d端口，C波段第二WDM復(fù)用器(4-2)的e端口與可調(diào)諧衰減器(14)一端連接，可調(diào)諧衰減器(14)的另一端作為整個放大器的輸出；

雙向泵浦的C波段EDFA連接方式，泵浦激光器(1)和光隔離器(3)一端通過光纖連接，光隔離器(3)的另一端與光耦合器(2)的g端口連接，光耦合器(2)的i端口與C波段第一WDM復(fù)用器(4-1)的a端口連接，光耦合器(2)的h端口與C波段第二WDM復(fù)用器(4-2)的f端口連接，待放大的輸入信號與C波段第一WDM復(fù)用器(4-1)的b端口連接，C波段第一WDM復(fù)用器(4-1)的c端口與C波段摻鉺光纖(5)的一端連接，C波段摻鉺光纖(5)的另一端連接C波段第二WDM復(fù)用器(4-2)的d端口，C波段第二WDM復(fù)用器(4-2)的e端口與可調(diào)諧衰減器(14)一端連接，可調(diào)諧衰減器(14)的另一端作為整個放大器的輸出；

前向泵浦的L波段EDFA連接方式，泵浦激光器(1)和光隔離器(3)的一端通過光纖連接，光隔離器(3)的另一端與L波段第一WDM復(fù)用器(6-1)的j端口相連接，待放大的輸入信號接L波段第一WDM復(fù)用器(6-1)的k端口，L波段第一WDM復(fù)用器(6-1)的l端口與L波段摻鉺光纖(7)的一端連接，L波段摻鉺光纖(7)的另一端與可調(diào)諧衰減器(14)一端連接，可調(diào)諧衰減器(14)的另一端作為整個放大器的輸出；

后向泵浦的L波段EDFA連接方式，泵浦激光器(1)和光隔離器(3)的一端通過光纖連接，光隔離器(3)的另一端與L波段第二WDM復(fù)用器(6-2)的n端口相連接，待放大的輸入信號與L波段摻鉺光纖(7)的一端連接，L波段摻鉺光纖(7)的另一端連接L波段第二WDM復(fù)用器(6-2)的m端口，L波段第二WDM復(fù)用器(6-2)的o端口與可調(diào)諧衰減器(14)一端連接，可調(diào)諧衰減器(14)的另一端作為整個放大器的輸出；

雙向泵浦的L波段EDFA連接方式，泵浦激光器(1)和光隔離器(3)一端通過光纖連接，光隔離器(3)的另一端與光耦合器(2)的g端口連接，光耦合器(2)的i端口與L波段第一WDM復(fù)用器(6-1)的j端口連接，光耦合器(2)的h端口與L波段第二WDM復(fù)用器(6-2)的n端口連接，待放大的輸入信號與L波段第一WDM復(fù)用器(6-1)的k端口連接，L波段第一WDM復(fù)用器(6-1)的l端口與L波段摻鉺光纖(7)的一端連接，L波段摻鉺光纖(7)的另一端連接L波段第二WDM復(fù)用器(6-2)的m端口，L波段第二WDM復(fù)用器(6-2)的o端口與可調(diào)諧衰減器(14)一端連接，可調(diào)諧衰減器(14)的另一端作為整個放大器的輸出；

所述的溫度控制電路包括17個電阻、17個電容、3個放大器和4個芯片；具體的：電阻R11的一端接電源輸入端Vin端，另一端同時與電解電容C5的正極、電阻R19的一端、電阻R2的一端、穩(wěn)壓芯片U2的輸入端相連接；電解電容C5的負(fù)極同時與電解電容C3的負(fù)極、電阻R4的一端相連接同時接地；電阻R19的另一端與電解電容C3的正極相連接；電阻R2的另一端同時與穩(wěn)壓芯片U2的輸出端、電阻R3的一端、電解電容C7的正極、電解電容C15的正極相連接同時接V+端；電阻R4的另一端與電阻R3的另一端相連接并同時與穩(wěn)壓芯片U2的比較端口相連接，電解電容C7的負(fù)極、電解電容C15的負(fù)極均接地；

電阻R12的一端接電源輸入端-Vin端，另一端同時與電解電容C6的負(fù)極、電阻R20的一端、電阻R5的一端、穩(wěn)壓芯片U3的輸入端相連接；電解電容C6的正極同時與電解電容C4的正極、電阻R7的一端相連接同時接地；電阻R20的另一端與電解電容C4的負(fù)極相連接；電阻R5的另一端同時與穩(wěn)壓芯片U3的輸出端、電阻R6的一端、電解電容C8的負(fù)極、電解電容C16的負(fù)極相連接同時接V-端；電阻R7的另一端與電阻R6的另一端相連接并同時與穩(wěn)壓芯片U3的比較端口相連接，電解電容C8的正極、電解電容C16的正極均接地；

穩(wěn)壓芯片U4的輸入端與電容C9的一端相連接同時外接電源輸入端V+端，電容C9的另一端與電解電容C10的負(fù)極、穩(wěn)壓芯片U4的接地端相連接同時接地；電解電容C10的正極與穩(wěn)壓芯片U4的比較端口相連接；穩(wěn)壓芯片U4的輸出端口與電容C11的一端連接同時外接5V電源，電容C11 的另一端接地；

穩(wěn)壓芯片U1的輸入端與電解電容C1的正極相連接同時外接電源輸入端V+端，電解電容C1的負(fù)極與電解電容C2的負(fù)極、電解電容C19的負(fù)極、穩(wěn)壓芯片U1的接地端相連接同時接地；電解電容C2的正極、電解電容C19的正極與穩(wěn)壓芯片U1的輸出端相連接同時外接電源VCC端，電源VCC端通過電阻R1與電源輸入端V+端相連接；

電阻R25的一端外接5V電源，另一端同時與電阻R26的一端、放大器B的一個負(fù)輸入端相連接；電阻R26的另一端外接-5V電源，同時與放大器B的電源輸出端口、電阻R28的一端相連接；放大器B的正輸入端接地，放大器B的其余兩個端口分別接電源輸入端V+端和V-端；電阻R28的另一端同時與電容C12的一端、電阻R27的一端、放大器C的一個負(fù)輸入端相連接；電容C12的另一端、電阻R27的另一端與放大器C的電源輸出端口相連接；放大器C的正輸入端接地；放大器C的其余兩個端口懸空；

電阻R30的一端外接5V電源，電阻R30的另一端同時與電容C13的一端、電阻R29的一端、放大器D的一個負(fù)輸入端相連接；電容C13的另一端、電阻R29的另一端與放大器D的電源輸出端口相連接；放大器D的正輸入端接地；放大器D的其余兩個端口懸空；電容C17一端和電容C18的一端分別接電源輸入端V+端和V-端；電容C17和電容C18的另一端均接地；

所述的穩(wěn)壓芯片U1、穩(wěn)壓芯片U2、穩(wěn)壓芯片U3和穩(wěn)壓芯片U4的型號分別為L78M05、LM317T、LM337T和MAX6250ESA；

所述的功率控制電路包括66個電阻、27個電容、17個放大器、15個二極管和1個芯片；具體的：

電阻R73的一端同時與電阻R72和R77一端、放大器B1的負(fù)輸入端相連接；電阻R74的一端同時與電阻R70和R71一端、放大器B1的正輸入端相連接；電阻R73和R74的另一端接地；電阻R72的另一端同時與電阻R75的一端、電阻R76的一端、放大器A1的負(fù)輸入端相連接，電阻R77 另一端同時與電阻R76的另一端、放大器B1的電源輸出端口相連接；電阻R70和R71另一端均與放大器A1的正輸入端相連接；放大器A1的其余兩個端口分別接電源輸入端V+端和V-端；放大器B1的其余兩個端口懸空；電阻R75的另一端同時與放大器A1的電源輸出端口、放大器C1的正輸入端、開關(guān)CP-S1的一端相連接；放大器C1的負(fù)輸入端與電阻R102的一端、放大器C1的電源輸出端口相連接，放大器C1的其余兩個端口分別接電源輸入端V+端和V-端；開關(guān)CP-S1的另一端同時與電阻R78的一端、開關(guān)CC-S1的一端相連接，開關(guān)CC-S1的另一端與電阻R79的一端、放大器B2的電源輸出端口、電阻R80的一端相連接；電阻R79的另一端與電容C24的一端相連接，電容C24的另一端同時與電阻R78的另一端、放大器B2的負(fù)輸入端相連接；

二極管D18的正極接激光器，負(fù)極與三極管Q20的基極相連接，三極管Q20的集電極與電解電容C39的正極、三極管Q21的集電極相連接，同時外接電源輸入端V+端；三極管Q20的發(fā)射極同時與電解電容C39的負(fù)極、電阻R129的一端、三極管Q21的基極相連接；電阻R129的另一端外接電源輸入端V-端；三極管Q21的發(fā)射極與電阻R121的一端相連接，電阻R121的另一端與二極管D15的正極相連接，二極管D15的負(fù)極同時與二極管D14的正極、電阻R118的一端、電阻R117的一端、電容C34的一端、放大器D1的負(fù)輸入端相連接；二極管D14的負(fù)極、電阻R118的另一端、電容C34的另一端同時與放大器D1的電源輸出端口相連接，同時與電阻R119的一端相連接；放大器D1的正輸入端接地；放大器D1的其余兩個端口懸空；電阻R117的另一端與電阻R115的一端、放大器C2的電源輸出端口相連接，電阻R115的另一端同時與電阻R114的一端、電阻R116的一端、放大器C2的負(fù)輸入端相連接；放大器C2的正輸入端接地；電阻R116的另一端與電容C33的一端、可變電阻P2的滑動端相連接，電容C33的另一端與可變電阻P2的一個電阻端相連接并接地，可變電阻P2的另一個電阻端外接5V電源；放大器C2的其余兩個端口分別接電源輸入端V+端和V-端；

電阻R119的另一端同時與放大器B2的正輸入端、開關(guān)CP-S1的一端、開關(guān)CC-S1的一端相連接；其中開關(guān)CP-S1的另一端與電容C31的一端相連接，電容C31的另一端接地；開關(guān)CC-S1的另一端與MOS管Q11的漏極相連接，MOS管Q11的柵極同時與芯片U6的13號管腳、電阻R68的一端相連接，其中芯片U6的型號為ULN2003AD；電阻R68的另一端接VCC電源，MOS管Q11的源極接地；芯片U6的10號管腳與電阻R69的一端相連接，電阻R69的另一端接VCC電源；芯片U6的4號管腳與電阻R67的一端相連接，電阻R67的另一端與電阻R66的一端相連接，且同時外接功能電路；電阻R66的另一端接VCC電源；

電阻R80的另一端同時與電阻R81的一端、二極管D9的正極、二極管D8的負(fù)極、二極管D7的負(fù)極、電容C37的一端、二極管D16的正極、芯片U12的負(fù)輸入端、MOS管Q12的漏極相連接；MOS管Q12的柵極外接功能電路、源極接地；電阻R81的另一端同時與電容C25的一端、放大器A2的正輸入端相連接，電容C25的另一端接地；放大器A2的負(fù)輸入端同時與放大器A2的電源輸出端、開關(guān)AG-S2 的一端、二極管D9的負(fù)極、二極管D8的正極、電阻R82的一端相連接；電阻R82的另一端同時與電阻R83的一端、放大器A3的負(fù)輸入端相連接，放大器A3的正輸入端與二極管D7的正極相連接，并同時接地；電阻R83的另一端同時與放大器A3的電源輸出端、開關(guān)CG-S2 的一端相連接，開關(guān)CG-S2 的另一端、開關(guān)AG-S2 的另一端與電阻R84的一端相連接；電阻R84的另一端同時與電阻R108的一端、放大器B3的負(fù)輸入端、電容C27的一端、二極管D11的正極、二極管D10的負(fù)極相連接；電阻R108的另一端同時與放大器C3的電源輸出端、電阻R107的一端、放大器D3的正輸入端相連接，電阻R107的另一端同時與放大器C3的負(fù)輸入端、電阻R105的一端相連接；電阻R105的另一端同時與放大器D2的電源輸出端、放大器D2的負(fù)輸入端相連接，放大器D2的正輸入端外接低電平；放大器C3的正輸入端同時與電阻R104的一端、電阻R106的一端相連接，電阻R104的另一端外接高電平，電阻R106的另一端通過可變電阻P9接地；放大器D3的負(fù)輸入端同時與電阻R109的一端、放大器D3的電源輸出端相連接，同時外接功能電路；電阻R109的另一端外接功能電路；

二極管D10的正極接開關(guān)AG-S2 一端、二極管D11的負(fù)極接開關(guān)CG-S2 一端；開關(guān)AG-S2另一端、開關(guān)CG-S2 另一端、電容C27的另一端、電阻R86的一端、電阻R85的一端接放大器B3的電源輸出端；放大器B3的正輸入端接地；電阻R86的另一端接三極管Q16的基極；電阻R85的另一端接三極管Q13的基極；三極管Q16的發(fā)射極、三極管Q13的發(fā)射極和電阻R93的一端相連后通過電阻R94接地；電阻R93的另一端、三極管Q18的集電極、三極管Q15的集電極接電阻R97的一端；電阻R97的另一端接電阻R98的一端；電阻R98的另一端和電阻R100一端相連后通過電容C29接地；電阻R100另一端接繼電器REL1的常閉觸點(diǎn)；電阻R127的一端和二極管D17的正極相連后繼電器REL1的一個線圈端；二極管D17的負(fù)極、電阻R128的一端、繼電器REL1的另一個線圈端相連后接mos管Q19的漏極；繼電器REL1的常開觸點(diǎn)接地；mos管Q19的柵極接芯片U6的1號管腳；mos管Q19的源極接地；電阻R128的另一端接發(fā)光二極管LED1的負(fù)極；電阻R127的另一端、發(fā)光二極管LED1的正極接電源輸入端V+端；

三極管Q13的集電極和電阻R87的一端相連后接三極管Q15的基極；三極管Q15的發(fā)射極接電阻R88的一端；電阻R87的另一端、電阻R88的另一端、電解電容C43的正極、電容C44的一端、電阻R140的一端相連后接三極管Q25的集電極；電解電容C43的負(fù)極、電容C44的另一端接地；電阻R137的一端、電阻R14的一端、電容C41的一端、電解電容C40的正極相連后接三極管Q25的發(fā)射極；電阻R14的另一端通過電阻R11接地；電容C41的另一端、電解電容C40的負(fù)極接地；三極管Q25的基極和電阻R137的另一端相連后接三極管Q23的集電極；三極管Q23的發(fā)射極通過電阻R138接地；電阻R140的另一端、二極管D19的正極、電容C42的一端、電阻R141的一端相連后接放大器A4的負(fù)輸入端；二極管D19負(fù)極和二極管D20負(fù)極相連；二極管D20正極、電容C42另一端、三極管Q23基極相連后接放大器A4的電源輸出端；電阻R133的一端和電阻R134的一端相連后接放大器A4的正輸入端；電阻R141的另一端、電阻R134的另一端接地；電阻R133另一端接輸入電源+5V端；

三極管Q16的集電極和電阻R90的一端相連后接三極管Q18的基極；電阻R91的一端接三極管Q18的發(fā)射極；電阻R90的另一端、電阻R91的另一端、電阻R145的一端、電解電容C48的負(fù)極、電容C49的一端相連后接三極管Q28的集電極；電阻R142的一端、電阻R16的一端、電解電容C45的負(fù)極、電容C46的一端接三極管Q28的發(fā)射極；電解電容C48的正極、電容C49的另一端、電解電容C45的正極、電容C46的另一端接地；電阻R16的另一端通過電阻R12接輸入電源的-V_in端；電阻R142的另一端和三極管Q28的基極相連后接三極管Q26的集電極；三極管Q26的發(fā)射極通過電阻R143接地；電阻R145的另一端、電阻R146的一端、電容C47的一端、二極管D21的正極相連后接放大器B4的負(fù)輸入端；二極管D21的負(fù)極與二極管D22的負(fù)極相連；二極管D22的正極、C47的另一端、三極管Q26的基極相連后接放大器B4的電源輸出端；電阻R135的一端和電阻R136的一端相連后接放大器B4的正輸入端；電阻R146的另一端、電阻R136的另一端接地；電阻R135的另一端接輸入電源的-5V端；

芯片U12的型號是AD845JN，且芯片U12正輸入端、放大器A5的負(fù)輸入端、放大器A5的電源輸出端、電阻R113的一端、電阻R111的一端相連后通過電容C36接地；可變電阻P1的滑動端和電容C35的一端相連后接放大器A5的正輸入端；可變電阻P1的一個電阻端接輸入電壓的+5V端；可變電阻P1的另一個電阻端和電容C35的另一端相連后接地；電阻R113的另一端、電阻R111的另一端接顯示板；電容C37的另一端、二極管D16的負(fù)極、電阻R122的一端相連后接芯片U12的電源輸出端；芯片U12的其余兩個端口分別接電源輸入端V+端和V-端；電阻R122的另一端和電阻R123的一端相連后接放大器E1的負(fù)輸入端；電阻R123的另一端接地；放大器E1的電源輸出端接芯片U6的2號管腳；電阻R124的一端、電阻R125的一端和放大器E1的正輸入端相連后接放大器E2的正輸入端；電阻R124的另一端接輸入電源的+5v端；電阻R125的另一端接地；電阻R131的一端和電阻R130的一端相連后接放大器E2的負(fù)輸入端；電阻R130另一端接三極管Q22的發(fā)射極；三極管Q22的集電極接輸入電源的+5v端、基極接芯片U6的1號管腳；電阻R131的另一端接輸入電源的+5v端；放大器E2的其余兩個接口分別接輸入電源的VCC端和地；

電容C61兩端分別接輸入電源的VCC端和地；電容C51、C53、C55、C57、C59并聯(lián)后接輸入電源的V+端和地；電容C52、C54、C56、C58、C60并聯(lián)后接輸入電源的V+端和地。