CN104749518B - 一种波导电光开关阵列的线性度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波导电光开关阵列的线性度测量装置及方法，属于光电仪器与仪表领域，用于波导电光开关阵列的线性度测量。由DSP主控单元、信号处理单元、CAN总线、光纤输入、驱动单元1～M、电压输出1～M组成。该装置可自动产生波导电光开关阵列的直流偏置电压信号、两路频率可设定且幅度可调整的正弦调制信号，可以任意设置待测端口号、调制信号幅度和频率、以及系统噪声水平，可自动计算出在设定的系统噪声水平下待测端口的线性度。本发明实现了对电光开关阵列线性度的智能化和快速测量，减小了测试设备体积，降低了测试过程的复杂度，提高了测试装置的便携性。
Description
技术领域
本发明属于光电检测仪器与仪表领域，具体涉及一种波导电光开关阵列的线性度测量装置及方法。
背景技术
波导电光开关阵列是光纤通信领域的关键器件，具有光域路由、光路切换、光路保护等作用，在光上、下路复用以及光交叉连接等设备或模块中均具有广泛的应用。这类器件的优点是响应速度快，可达纳秒量级，比如基于极化聚合物材料及线性电光效应的波导电光开关，以及基于化合物半导体材料及载流子色散效应的波导电光开关。
一般情况下，波导光开关应工作于开关状态，即在开关信号作用下，该类器件输出数字信号，此时衡量其性能的主要指标包括开关电压、插入损耗、消光比等。同时，该类器件也可工作于调制状态，即在模拟信号作用下，该类器件输出模拟调制信号，此时衡量器件性能的主要指标是线性度。线性度的常规测定方法为：将频率为f1和f2的调制信号叠加后施加在电光开关上，利用光电探测器将激光器输出的光信号转换为电信号，利用频谱分析仪测定光开关响应信号中主频分量(频率为f1和f2)与三阶内调噪声分量(频率为2f1-f2和2f2-f1)的功率差(用分贝表示)；逐步调小调制信号的幅度，当输出的三阶内调噪声的水平低于系统噪声水平时，得到的主频分量与三阶内调噪声分量的功率差即为电光开关的线性度。当电光开关制备、封装完成后，需要测试其线性度特性，以便为该类器件的小信号调制应用提供技术参考。然而，根据对现有波导电光开关方面的文献和专利检索情况，人们一般采用分立的设备构建测试系统来测试电光开关的线性度特性，但大多测试设备价格昂贵、测试过程复杂、测试速度慢、对操作人员的技术水平要求高，并没有一体化、专用型电光开关线性度测试装置方面的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服传统的线性度测试系统和方法存在的缺陷，提供一种波导电光开关阵列的线性度测量装置及方法，根据器件测试需要，该装置可自动产生双频调制信号以及直流偏置信号，将其相叠加后施加到电光开关的各电极上；自动调节调制信号幅度，计算光开关特定端口所输出调制信号的频谱特性，并计算主频分量与三阶内调噪声分量的功率差值；最终，根据系统的噪声水平，确定光开关特定输出端口的线性度。本发明为波导电光开关阵列的线性度测试与表征提供了解决方案。
本发明采用的具体技术方案为：
一种波导电光开关阵列的线性度测量装置，由DSP主控单元、信号处理单元、CAN总线、光纤输入、驱动单元1～M、电压输出1～M组成；各单元之间的连接关系为：光纤输入与采集单元的输入端相连；采集单元的输出端和DSP主控单元相连；驱动单元1～M和DSP主控单元经由CAN总线相互连接；DSP主控单元的正弦波DDS模块(f1)的输出端与驱动单元1～M的乘法器模块A1～AM均相连；DSP主控单元的正弦波DDS模块(f2)的输出端与驱动单元1～M的乘法器模块B1～BM均相连；电压输出1～M分别和驱动单元1～M的加法器模块1～M相连；
DSP主控单元由参数设置模块、显示模块、CAN驱动模块、驱动映射表模块、辅助模块、DSP处理器模块、正弦波DDS模块(f1)、正弦波DDS模块(f2)组成；各模块的连接关系为：参数设置模块、显示模块、驱动映射表模块、辅助模块、CAN驱动、正弦波DDS模块(f1)、正弦波DDS模块(f2)均与DSP处理器模块直接相连；CAN驱动模块的差分信号线与CAN总线相连；正弦波DDS模块(f1)、正弦波DDS模块(f2)的输出端均与驱动单元1～M相连；
信号处理单元由光电转换模块、前置放大模块、主放大模块、AD模块组成；各模块的连接关系为：光电转换模块的输入端与光纤输入相连；光电转换模块的输出端与前置放大模块的输入端相连；前置放大模块的输出端与主放大模块的输入端相连；主放大模块的输出端与AD模块的输入端相连；AD模块的输出端与DSP主控单元的DSP处理器模块相连；
驱动单元1～M的结构均相同，由CAN驱动模块1～M、DSP驱动模块1～M、偏置信号产生模块1～M、DA模块A1～AM、DA模块B1～BM、乘法器模块A1～AM、乘法器模块B1～BM、Bias-Tee模块1～M、加法器模块1～M组成；各模块之间的连接关系为：CAN驱动模块1～M的差分信号线均与CAN总线相连，CAN驱动模块1～M的输入端分别与DSP驱动模块1～M相连；DSP驱动模块1～M分别与偏置信号产生模块1～M的输入端、DA模块A1～AM的输入端及DA模块B1～BM的输入端相连；DA模块A1～AM的输出端及正弦波DDS模块(f1)的输出端分别与乘法器模块A1～AM的两个输入端相连；乘法器模块A1～AM的输出端及偏置信号产生模块1～M的输出端分别与Bias-Tee模块1～M的两个输入端相连；DA模块B1～BM的输出端及正弦波DDS模块(f2)的输出端分别与乘法器模块B1～BM的两个输入端相连；Bias-Tee模块1～M的输出端及乘法器模块B1～BM的输出端分别与加法器模块1～M的两个输入端相连；加法器模块1～M的输出端作为电压输出1～M；
CAN总线由差分信号线CANH和CANL、匹配电阻1和2组成，其连接关系为：CANH和CANL的两端分别经由匹配电阻1和2相互连接。
优选地，DSP主控单元中，DSP处理器模块的主控芯片型号为TMS320F28335；CAN驱动模块的核心器件型号为PCA82C250；驱动映射表模块的核心器件型号为24LC256；正弦波DDS模块(f1)的核心器件为高集成度直接数字频率合成器，其型号为AD9851，该模块输出的标准幅度、频率为f1的正弦波波信号提供给驱动单元1～M；正弦波DDS模块(f2)的核心器件为高集成度直接数字频率合成器，其型号为AD9851，该模块输出的标准幅度、频率为f2的正弦波信号提供给驱动单元1～M；辅助模块包括JTAG接口电路、SRAM存储器电路、上电复位电路及晶振电路，其中SRAM存储器电路的核心器件型号为IS61LV51216，其容量为8Mbit；上电复位电路的核心器件型号为MAX811；显示模块为LCD 12864；参数设置模块采用4个独立式按键；
DSP驱动单元中，DSP驱动模块1～M采用的主控芯片型号为TMS320F28335；CAN驱动模块1～M的核心器件型号为PCA82C250；加法器模块1～M的核心器件型号为OP37；乘法器模块A1～AM及乘法器模块B1～BM的核心器件型号为AD633；Bias-Tee模块1～M的交流耦合电容为电解电容，大小为100μF，旁路电容为独石电容，型号为100，直流耦合电感采用闭磁式功率电感，型号为102；DA模块A1～AM、DA模块B1～BM及偏置信号产生模块1～M的核心器件型号均为LTC1655，其参考电压由AD780提供；其它辅助电路包括JTAG接口电路、SRAM存储器电路、上电复位电路及晶振电路，其中SRAM电路的核心器件型号为IS61LV51216，其容量为8Mbit；上电复位电路的核心器件型号为MAX811；
信号处理单元中，光电转换模块的光敏器件型号为J23-181-R01M-2.2，电流-电压转换和放大器件的型号为ADA4000；前置放大模块和主放大模块的核心放大器件的型号均为OP37；AD模块采用12位串行模数转换芯片，型号为AD7866。
一种波导电光开关阵列的线性度测量方法，包括以下步骤：
(1)将被测器件的待测端口的光纤输出端与该装置的光纤输入端相连，被测器件的M个电极的一端分别与该装置的电压输出端1～M相连，被测光开关的M个电极的另一端均接地。
(2)通过DSP主控单元的参数设置模块设置光开关的待测端口号、测试系统的噪声水平、正弦调制信号的频率f1和f2、调制信号的幅度初值、范围及扫描步长、单次采样点数；并将上述设定的信息通过显示模块输出显示；
(3)通过DSP主控单元的参数设置模块，启动线性度测试；
(4)启动测试后，DSP处理器模块控制正弦波DDS模块(f1)和正弦波DDS模块(f2)产生标准幅度正弦波调制信号；
(5)根据设定的待测端口号和调制信号的幅度，DSP处理器模块读取驱动映射表模块中存储的光开关各电极的驱动电压信息，并将其通过CAN总线发送给驱动单元1～M；
(6)DSP驱动模块1～M接收到驱动电压信息后，驱使偏置电压模块1～M、DA模块A1～AM和DA模块B1～BM产生各电极所需要的电压驱动/调制信号；设置完成后，DSP驱动模块1～M向DSP处理器模块发送应答信号；
(7)DSP处理器模块接收到DSP驱动模块1～M的全部应答信号后，通过AD模块采集并存储数据，当采样次数达到设定的单次采样点数时，停止采样；
(8)DSP处理器模块利用采集的数据和傅里叶变换，计算信号的频谱，从而得到主频信号分量的强度(频率为f1、f2)和三阶内调噪声分量的强度(频率为2f1-f2、2f2-f1)，最终得到二者的强度差；
(9)按照设定的存储格式，DSP处理器模块将调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度差存储到SRAM存储器中，并经由显示模块显示当前计算次数、调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度差；
(10)若当前端口未计算结束，则按照设定的调制信号幅度的扫描步长，改变调制信号幅度，重复(5)～(10)；若计算结束，则根据全部计算结果，确定出达到测试系统噪声水平时的主频分量与三阶内调噪声分量的强度差，从而确定波导电光开关的线性度特性，并将结果通过显示模块输出显示。
(11)通过参数设置模块启动新的端口或新一轮测试，重复步骤(2)～(11)。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种便携式、专用型波导电光开关阵列的线性度测量装置与方法，该装置可自动产生波导电光开关阵列的直流偏置电压信号、两路频率可设定且幅度可调整的正弦调制信号，可以任意设置待测端口号、调制信号幅度和频率、以及系统噪声水平，可自动计算出在设定的系统噪声水平下待测端口的线性度。本发明实现了对光开关阵列线性度的智能化和快速测量，减小了测试设备体积，降低了测试过程的复杂度，提高了测试装置的便携性。
附图说明
图1是本发明的线性度特性的测试装置图；
图2是本发明的DSP主控单元电路原理图；
图3是本发明的驱动单元电路原理图；
图4是本发明的信号处理单元电路原理图；
图5是本发明的波导电光开关阵列的线性度测量配置图；
图6是利用本发明装置测量波导电光开关阵列某端口的线性度的方法与流程图；
图7是本发明的DSP处理器模块的工作流程图；
图8是本发明的DSP驱动模块的工作流程图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参见图1，该装置由DSP主控单元、信号处理单元、CAN总线、光纤输入、驱动单元1～M、电压输出1～M组成；各单元之间的连接关系为：光纤输入与采集单元的输入端相连；采集单元的输出端和DSP主控单元相连；驱动单元1～M和DSP主控单元经由CAN总线相互连接；DSP主控单元的正弦波DDS模块(f1)的输出端与驱动单元1～M的乘法器模块A1～AM均相连；DSP主控单元的正弦波DDS模块(f2)的输出端与驱动单元1～M的乘法器模块B1～BM均相连；电压输出1～M分别和驱动单元1～M的加法器模块1～M相连；
DSP主控单元由参数设置模块、显示模块、CAN驱动模块、驱动映射表模块、辅助模块、DSP处理器模块、正弦波DDS模块(f1)、正弦波DDS模块(f2)组成；各模块的连接关系为：参数设置模块、显示模块、驱动映射表模块、辅助模块、CAN驱动、正弦波DDS模块(f1)、正弦波DDS模块(f2)均与DSP处理器模块直接相连；CAN驱动模块的差分信号线与CAN总线相连；正弦波DDS模块(f1)、正弦波DDS模块(f2)的输出端均与驱动单元1～M相连；
信号处理单元由光电转换模块、前置放大模块、主放大模块、AD模块组成；各模块的连接关系为：光电转换模块的输入端与光纤输入相连；光电转换模块的输出端与前置放大模块的输入端相连；前置放大模块的输出端与主放大模块的输入端相连；主放大模块的输出端与AD模块的输入端相连；AD模块的输出端与DSP主控单元的DSP处理器模块相连；
驱动单元1～M的结构均相同，由CAN驱动模块1～M、DSP驱动模块1～M、偏置信号产生模块1～M、DA模块A1～AM、DA模块B1～BM、乘法器模块A1～AM、乘法器模块B1～BM、Bias-Tee模块1～M、加法器模块1～M组成；各模块之间的连接关系为：CAN驱动模块1～M的差分信号线均与CAN总线相连，CAN驱动模块1～M的输入端分别与DSP驱动模块1～M相连；DSP驱动模块1～M分别与偏置信号产生模块1～M的输入端、DA模块A1～AM的输入端及DA模块B1～BM的输入端相连；DA模块A1～AM的输出端及正弦波DDS模块(f1)的输出端分别与乘法器模块A1～AM的两个输入端相连；乘法器模块A1～AM的输出端及偏置信号产生模块1～M的输出端分别与Bias-Tee模块1～M的两个输入端相连；DA模块B1～BM的输出端及正弦波DDS模块(f2)的输出端分别与乘法器模块B1～BM的两个输入端相连；Bias-Tee模块1～M的输出端及乘法器模块B1～BM的输出端分别与加法器模块1～M的两个输入端相连；加法器模块1～M的输出端作为电压输出1～M；
CAN总线由差分信号线CANH和CANL、匹配电阻1和2组成，其连接关系为：CANH和CANL的两端分别经由匹配电阻1和2相互连接。
参见图2，DSP主控单元中，DSP处理器模块的主控芯片型号为TMS320F28335；CAN驱动模块的核心器件型号为PCA82C250；驱动映射表模块的核心器件型号为24LC256；正弦波DDS模块(f1)的核心器件为高集成度直接数字频率合成器，其型号为AD9851，该模块输出的标准幅度、频率为f1的正弦波波信号提供给驱动单元1～M；正弦波DDS模块(f2)的核心器件为高集成度直接数字频率合成器，其型号为AD9851，该模块输出的标准幅度、频率为f2的正弦波信号提供给驱动单元1～M；辅助模块包括JTAG接口电路、SRAM存储器电路、上电复位电路及晶振电路，其中SRAM存储器电路的核心器件型号为IS61LV51216，其容量为8Mbit；上电复位电路的核心器件型号为MAX811；显示模块为LCD 12864；参数设置模块采用4个独立式按键。
参见图3，DSP驱动单元中，DSP驱动模块1～M采用的主控芯片型号为TMS320F28335；CAN驱动模块1～M的核心器件型号为PCA82C250；加法器模块1～M的核心器件型号为OP37；乘法器模块A1～AM及乘法器模块B1～BM的核心器件型号为AD633；Bias-Tee模块1～M的交流耦合电容为电解电容，大小为100μF，旁路电容为独石电容，型号为100，直流耦合电感采用闭磁式功率电感，型号为102；DA模块A1～AM、DA模块B1～BM及偏置信号产生模块1～M的核心器件型号均为LTC1655，其参考电压由AD780提供；其它辅助电路包括JTAG接口电路、SRAM存储器电路、上电复位电路及晶振电路，其中SRAM电路的核心器件型号为IS61LV51216，其容量为8Mbit；上电复位电路的核心器件型号为MAX811；
参见图4，光电转换模块的光敏器件型号为J23-181-R01M-2.2，电流-电压转换和放大器件的型号为ADA4000；前置放大模块和主放大模块的核心放大器件的型号均为OP37；AD模块采用12位串行模数转换芯片，型号为AD7866。
参见图5，当采用该装置驱动波导电光开关阵列来测量其线性度时，被测器件的待测端口i的光纤输出端与该装置的光纤输入端相连，被测器件的M个电极的一端分别与该装置的电压输出端1～M相连，被测光开关的M个电极的另一端均接地。
参见图6，利用该装置，测量波导电光开关阵列某设定端口线性度特性时，具体方法和流程如下：(1)通过DSP主控单元的参数设置模块设置光开关的待测端口号、测试系统的噪声水平、正弦调制信号的频率f1和f2、调制信号的幅度初值、范围及扫描步长、单次采样点数；并将上述设定的信息通过显示模块输出显示；(2)启动测试后，DSP处理器模块控制正弦波DDS模块(f1)和正弦波DDS模块(f2)产生标准幅度正弦波调制信号；(3)根据设定的待测端口号和调制信号的幅度，DSP处理器模块读取驱动映射表模块中存储的光开关各电极的驱动电压信息，并将其通过CAN总线发送给驱动单元1～M；(4)DSP驱动模块1～M接收到驱动电压信息后，驱使偏置电压模块1～M、DA模块A1～AM和DA模块B1～BM产生各电极所需要的电压驱动/调制信号；设置完成后，DSP驱动模块1～M向DSP处理器模块发送应答信号；(5)DSP处理器模块接收到DSP驱动模块1～M的全部应答信号后，通过AD模块采集并存储数据，当采样次数达到设定的单次采样点数时，停止采样；(6)DSP处理器模块利用采集的数据和傅里叶变换，计算信号的频谱，从而得到主频信号分量的强度(频率为f1、f2)和三阶内调噪声分量的强度(频率为2f1-f2、2f2-f1)，最终得到二者的强度差；(7)按照设定的存储格式，DSP处理器模块将调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度差存储到SRAM存储器中，并经由显示模块显示当前计算次数、调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度差；(8)若当前端口未计算结束，则按照设定的调制信号幅度的扫描步长，改变调制信号幅度，重复(3)～(8)；若计算结束，则根据全部计算结果，确定出达到测试系统噪声水平时的主频分量与三阶内调噪声分量的强度差，从而确定波导电光开关的线性度特性。
参见图7，利用该装置，测量波导电光开关阵列某设定端口线性度特性时，DSP处理器模块的工作流程如下：(1)初始化各变量、IO口、显示模块；(2)读取参数设置模块信息，包括光开关的待测端口号、测试系统的噪声水平、正弦调制信号的频率f1和f2、调制信号的幅度初值、范围及扫描步长、单次采样点数；(3)更新显示模块信息，并存储设定的参数；(4)读取参数设置模块的信息，等待启动测试命令；(5)控制正弦波DDS模块(f1)和正弦波DDS模块(f2)产生标准幅度正弦波调制信号；(6)根据设定的待测端口号和调制信号的幅度，读取驱动映射表模块中存储的光开关各电极的驱动电压信息，并按照通信协议发送CAN报文；(7)等待接收DSP驱动模块1～M的应答信号；(8)通过AD模块采集并存储数据，当采样次数达到设定的单次采样点数时，停止采样；(9)计算信号的频谱、主频信号分量的强度、三阶内调噪声分量的强度、二者的强度差；(10)存储调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度，并输出显示计算结果；(11)改变调制信号幅度，重复(6)～(11)，直至循环结束；(12)分析计算结果，计算线性度；(13)等待下一轮测试。
参见图8，利用该装置，测量波导电光开关阵列某设定端口线性度特性时，DSP驱动模块的工作流程如下：(1)初始化各变量、IO口；初始化偏置信号产生模块、DA模块A和B，使其输出电压为零；(2)等待接收DSP处理器模块的CAN报文；(3)按照CAN报文信息，驱动偏置信号产生模块、DA模块A和B，使之输出所要求的电压信号；(4)向DSP处理器模块发送CAN报文，即应答信息，而后转到步骤(2)。
Claims (5)
1.一种波导电光开关阵列的线性度测量装置，其特征在于，
由DSP主控单元、信号处理单元、CAN总线、光纤输入、驱动单元1～M、电压输出1～M组成；各单元之间的连接关系为：光纤输入与采集单元的输入端相连；采集单元的输出端和DSP主控单元相连；驱动单元1～M和DSP主控单元经由CAN总线相互连接；DSP主控单元的正弦波DDS模块f1的输出端与驱动单元1～M的乘法器模块A1～AM均相连；DSP主控单元的正弦波DDS模块f2的输出端与驱动单元1～M的乘法器模块B1～BM均相连；电压输出1～M分别作为驱动单元1～M的输出端；
DSP主控单元由参数设置模块、显示模块、CAN驱动模块、驱动映射表模块、辅助模块、DSP处理器模块、正弦波DDS模块f1、正弦波DDS模块f2组成；各模块的连接关系为：参数设置模块、显示模块、驱动映射表模块、辅助模块、CAN驱动、正弦波DDS模块f1、正弦波DDS模块f2均与DSP处理器模块直接相连；CAN驱动模块的差分信号线与CAN总线相连；正弦波DDS模块f1、正弦波DDS模块f2的输出端均与驱动单元1～M相连；
信号处理单元由光电转换模块、前置放大模块、主放大模块、AD模块组成；各模块的连接关系为：光电转换模块的输入端与光纤输入相连；光电转换模块的输出端与前置放大模块的输入端相连；前置放大模块的输出端与主放大模块的输入端相连；主放大模块的输出端与AD模块的输入端相连；AD模块的输出端与DSP主控单元的DSP处理器模块相连；
驱动单元1～M的结构均相同，由CAN驱动模块1～M、DSP驱动模块1～M、偏置信号产生模块1～M、DA模块A1～AM、DA模块B1～BM、乘法器模块A1～AM、乘法器模块B1～BM、Bias-Tee模块1～M、加法器模块1～M组成；各模块之间的连接关系为：CAN驱动模块1～M的差分信号线均与CAN总线相连，CAN驱动模块1～M的输入端分别与DSP驱动模块1～M相连；DSP驱动模块1～M分别与偏置信号产生模块1～M的输入端、DA模块A1～AM的输入端及DA模块B1～BM的输入端相连；DA模块A1～AM的输出端及正弦波DDS模块f1的输出端分别与乘法器模块A1～AM的两个输入端相连；乘法器模块A1～AM的输出端及偏置信号产生模块1～M的输出端分别与Bias-Tee模块1～M的两个输入端相连；DA模块B1～BM的输出端及正弦波DDS模块f2的输出端分别与乘法器模块B1～BM的两个输入端相连；Bias-Tee模块1～M的输出端及乘法器模块B1～BM的输出端分别与加法器模块1～M的两个输入端相连；加法器模块1～M的输出端作为电压输出1～M；
CAN总线由差分信号线CANH和CANL、匹配电阻1和2组成，其连接关系为：CANH和CANL的两端分别经由匹配电阻1和2相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种波导电光开关阵列的线性度测量装置，其特征在于，
DSP主控单元中，DSP处理器模块的主控芯片型号为TMS320F28335；CAN驱动模块的核心器件型号为PCA82C250；驱动映射表模块的核心器件型号为24LC256；正弦波DDS模块f1的核心器件为高集成度直接数字频率合成器，其型号为AD9851，该模块输出的标准幅度、频率为f1的正弦波波信号提供给驱动单元1～M；正弦波DDS模块f2的核心器件为高集成度直接数字频率合成器，其型号为AD9851，该模块输出的标准幅度、频率为f2的正弦波信号提供给驱动单元1～M；辅助模块包括JTAG接口电路、SRAM存储器电路、上电复位电路及晶振电路，其中SRAM存储器电路的核心器件型号为IS61LV51216，其容量为8Mbit；上电复位电路的核心器件型号为MAX811；显示模块为LCD 12864；参数设置模块采用4个独立式按键；
DSP驱动单元中，DSP驱动模块1～M采用的主控芯片型号为TMS320F28335；CAN驱动模块1～M的核心器件型号为PCA82C250；加法器模块1～M的核心器件型号为OP37；乘法器模块A1～AM及乘法器模块B1～BM的核心器件型号为AD633；Bias-Tee模块1～M的交流耦合电容为电解电容，大小为100uF，旁路电容为独石电容，型号为100，直流耦合电感采用闭磁式功率电感，型号为102；DA模块A1～AM、DA模块B1～BM及偏置信号产生模块1～M的核心器件型号均为LTC1655，其参考电压由AD780提供；其它辅助电路包括JTAG接口电路、SRAM存储器电路、上电复位电路及晶振电路，其中SRAM电路的核心器件型号为IS61LV51216，其容量为8Mbit；上电复位电路的核心器件型号为MAX811；
信号处理单元中，光电转换模块的光敏器件型号为J23-181-R01M-2.2，电流-电压转换和放大器件的型号为ADA4000；前置放大模块和主放大模块的核心放大器件的型号均为OP37；AD模块采用12位串行模数转换芯片，型号为AD7866。
3.一种波导电光开关阵列的线性度测量方法，包括以下步骤：(1)将被测器件的待测端口的光纤输出端与该装置的光纤输入端相连，被测器件的M个电极的一端分别与该装置的电压输出端1～M相连，被测光开关的M个电极的另一端均接地；(2)通过DSP主控单元的参数设置模块设置光开关的待测端口号、测试系统的噪声水平、正弦调制信号的频率f1和f2、调制信号的幅度初值、范围及扫描步长、单次采样点数；并将上述设定的信息通过显示模块输出显示；(3)通过DSP主控单元的参数设置模块，启动线性度测试；(4)启动测试后，DSP处理器模块控制正弦波DDS模块f1和正弦波DDS模块f2产生标准幅度正弦波调制信号；(5)根据设定的待测端口号和调制信号的幅度，DSP处理器模块读取驱动映射表模块中存储的光开关各电极的驱动电压信息，并将其通过CAN总线发送给驱动单元1～M；(6)DSP驱动模块1～M接收到驱动电压信息后，驱使偏置电压模块1～M、DA模块A1～AM和DA模块B1～BM产生各电极所需要的电压驱动/调制信号；设置完成后，DSP驱动模块1～M向DSP处理器模块发送应答信号；(7)DSP处理器模块接收到DSP驱动模块1～M的全部应答信号后，通过AD模块采集并存储数据，当采样次数达到设定的单次采样点数时，停止采样；(8)DSP处理器模块利用采集的数据和傅里叶变换，计算信号的频谱，从而得到主频信号分量的强度和三阶内调噪声分量的强度，最终得到二者的强度差，其中主频信号分量的频率为f1、f2，三阶内调噪声分量频率为2f1-f2、2f2-f1；(9)按照设定的存储格式，DSP处理器模块将调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度差存储到SRAM存储器中，并经由显示模块显示当前计算次数、调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度差；(10)若当前端口未计算结束，则按照设定的调制信号幅度的扫描步长，改变调制信号幅度，重复(5)～(10)；若计算结束，则根据全部计算结果，确定出达到测试系统噪声水平时的主频分量与三阶内调噪声分量的强度差，从而确定波导电光开关的线性度特性，并将结果通过显示模块输出显示；(11)通过参数设置模块启动新的端口或新一轮测试，重复步骤(2)～(11)。
4.根据权利要求3所述的一种波导电光开关阵列的线性度测量方法，其特征在于，利用该装置，测量波导电光开关阵列某设定端口线性度特性时，DSP处理器模块的工作流程如下：(1)初始化各变量、IO口、显示模块；(2)读取参数设置模块信息，包括光开关的待测端口号、测试系统的噪声水平、正弦调制信号的频率f1和f2、调制信号的幅度初值、范围及扫描步长、单次采样点数；(3)更新显示模块信息，并存储设定的参数；(4)读取参数设置模块的信息，等待启动测试命令；(5)控制正弦波DDS模块f1和正弦波DDS模块f2产生标准幅度正弦波调制信号；(6)根据设定的待测端口号和调制信号的幅度，读取驱动映射表模块中存储的光开关各电极的驱动电压信息，并按照通信协议发送CAN报文；(7)等待接收DSP驱动模块1～M的应答信号；(8)通过AD模块采集并存储数据，当采样次数达到设定的单次采样点数时，停止采样；(9)计算信号的频谱、主频信号分量的强度、三阶内调噪声分量的强度、二者的强度差；(10)存储调制信号的幅度、主频分量强度、三阶内调噪声强度和二者的强度，并输出显示计算结果；(11)改变调制信号幅度，重复(6)～(11)，直至循环结束；(12)分析计算结果，计算线性度；(13)等待下一轮测试。
5.根据权利要求4所述的一种波导电光开关阵列的线性度测量方法，其特征在于，利用该装置，测量波导电光开关阵列某设定端口线性度特性时，DSP驱动模块的工作流程如下：(1)初始化各变量、IO口；初始化偏置信号产生模块、DA模块A和B，使其输出电压为零；(2)等待接收DSP处理器模块的CAN报文；(3)按照CAN报文信息，驱动偏置信号产生模块、DA模块A和B，使之输出所要求的电压信号；(4)向DSP处理器模块发送CAN报文，即应答信息，而后转到步骤(2)。
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