CN105490735B - 一种校准光接收组件灵敏度的装置和方法 - Google Patents

一种校准光接收组件灵敏度的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了校准光接收组件灵敏度的装置和方法，该装置包括：获取模块，用于获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；计算模块，用于根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；校准模块，用于在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。本发明能够使光接收组件在不同温度下的光接收灵敏度保持恒定，进一步避免了在产品工作温度范围内出现不能正常识别光输入信号的情况。

Description

一种校准光接收组件灵敏度的装置和方法
技术领域
本发明涉及计算机网络领域，特别是涉及一种校准光接收组件灵敏度的装置和方法。
背景技术
无源光纤网络(PON，Passive Optical Network)，是一种不含有任何电子器件及电子电源的光纤网络，它主要由局端的光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)、光配线网(ODN，Optical Distribution Network)和用户端的光网络单元(ONU，Optical NetworkUnit)组成，其传输媒介是光纤。其中，光网络单元(ONU)包含光发送组件和光接收组件，其主要功能就是收发光；发光由光发送组件来实现，将调制的电信号转化成光信号在光纤中进行传输；收光由光接收组件来完成，将接收到的光信号放大并转化成电信号再传给系统进行信号解码处理。
光接收组件灵敏度也称为光接收灵敏度，指的是在满足给定的误码率指标条件下，该光接收组件最低接收的平均光功率Pmin。光接收灵敏度是光接收组件的一个重要参数指标，在理想状态下，其光接收灵敏度可以达到最大值。
对于同一光接收组件，当环境温度变化时，因为光纤的损耗、光器件的性能会发生变化，导致光接收灵敏度也将发生变化，进一步的导致在光接收组件的工作温度范围内的部分区间，因为光接收灵敏度变得太低(即要求接收的光功率太高)不能正常识别光输入信号。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种校准光接收组件灵敏度的装置和方法，能够使光接收组件在不同温度下的光接收灵敏度保持恒定，进一步避免了在产品工作温度范围内出现不能正常识别光输入信号的情况。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种校准光接收组件灵敏度的装置，该装置包括获取模块，用于获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；计算模块，用于根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；校准模块，用于在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种校准光接收组件灵敏度的方法，该方法包括获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。
区别于现有技术，本发明的校准光接收组件灵敏度的装置，用于获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值；从而能够使光接收组件在不同温度下的光接收灵敏度保持恒定，进一步避免了在产品工作温度范围内出现不能正常识别光输入信号的情况。
附图说明
图1是本发明校准光接收组件灵敏度的装置的第一实施方式的结构示意图；
图2是本发明校准光接收组件灵敏度的装置的第二实施方式的结构示意图；
图3是本发明校准光接收组件灵敏度的方法的第一实施方式的流程示意图；
图4是本发明图3对应实施例中用于获取击穿电压值所搭建的电路环境结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
参阅图1，图1是本发明提供的校准光接收组件灵敏度的装置的第一实施方式的结构示意图。
该校准光接收组件灵敏度的装置100包括：获取模块110，计算模块120，校准模块130。
其中，获取模块110，用于获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压。
具体的，获取模块110可以将光接收组件放入高低温箱中，且光纤不接任何设备，将直流电源连接到所述光接收组件以提供偏置电压，将高低温箱的温度调节到所述指定温度，然后调节所述直流电源提供的偏置电压从0v开始逐渐增大，当所述光接收组件的偏置电流突然增大时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
可以设置不同的温度，进行多次测量，从而获得不同温度下的击穿电压值。其中，高低温箱的建议测试范围为负55度至正100度以上。
计算模块120，用于根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值。
其中，根据实际的实验可以验证，当偏置电压略微低于击穿电压时，光接收组件的灵敏度能达到接近理想环境下的最大值，因此，只需要将击穿电压值做微量下调即可计算出使灵敏度最佳的偏置电压值。
校准模块130，用于在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。
区别于现有技术，本发明的校准光接收组件灵敏度的装置，获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值；从而能够使光接收组件在不同温度下的光接收灵敏度保持恒定，进一步避免了在产品工作温度范围内出现不能正常识别光输入信号的情况。
参阅图2，图2是本发明提供的校准光接收组件灵敏度的装置的第二实施方式的结构示意图。
该校准光接收组件灵敏度的装置200包括：获取模块210，计算模块220，校准模块230。
其中，获取模块210包括调节单元211和获取单元212，调节单元211用于断开所述光接收组件与光线路终端的连接后，在所述指定温度下，调节给所述光接收组件提供偏置电压的直流电源，使偏置电压从0v开始逐渐增大；获取单元212用于在所述调节单元调节偏置电压逐渐增大过程中，当所述光接收组件的偏置电流突然增大时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
进一步的，调节单元211可以包括环境搭建子单元2111，调节子单元2112，其中，环境搭建子单元2111用于将所述光接收组件放入高低温箱中，且光纤不接任何设备，将直流电源连接到所述光接收组件以提供偏置电压，将电流表连接到所述光接收组件，以测量偏置电流；例如，高低温箱的建议测试范围为负55度至正100度以上，直流电源的可调范围应达到60V以上，精度0.001V；电流表的测试范围50uA，精度0.001uA。
调节子单元2112用于首先将所述高低温箱的温度调节到所述指定温度，然后调节所述直流电源提供的偏置电压从0v开始逐渐增大。
进一步的，获取单元212具体用于在所述调节单元调节偏置电压逐渐增大过程中，当连接所述光接收组件的电流表上的读数突然发生很大的变化时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。通常的，当电流表上的读数为10uA左右时，会发生突变。
在所述搭建的用于测试的高低温箱中，可以设置不同的温度，进行多次测量，从而获得不同温度下的击穿电压值。
计算模块220包括减法单元221，用于将获取模块210获取到的击穿电压值减去一个固定值，得到偏置电压校准值，所述固定值为经验数据或者实验所得数据。
其中，根据实际的实验可以验证，当偏置电压略微低于击穿电压时，光接收组件的灵敏度能达到接近理想环境下的最大值，因此，只需要将击穿电压值做微量下调即可计算出使灵敏度最佳的偏置电压值。
通常的，根据经验或者实验可以得出这个固定值为3伏，即将击穿电压值减去3伏，既可以得到偏置电压校准值。
校准模块230，用于在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。
可选的，该校准光接收组件灵敏度的装置200进一步还包含曲线生成模块240，用于在获取多个指定温度下的击穿电压值并计算偏置电压校准值之后，生成所述击穿电压值、偏置电压校准值随温度变化的曲线图，以便向用户展示所述曲线图。
区别于现有技术，本发明的校准光接收组件灵敏度的装置，获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值；从而能够使光接收组件在不同温度下的光接收灵敏度保持恒定，进一步避免了在产品工作温度范围内出现不能正常识别光输入信号的情况。
参阅图3，图3是本发明提供的校准光接收组件灵敏度的方法第一实施方式的流程示意图。
该方法的步骤包括：
S301：获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压。
其中，该步骤的具体实现可以是：断开所述光接收组件与光线路终端的连接后，在所述指定温度下，调节给所述光接收组件提供偏置电压的直流电源，使偏置电压从0v开始逐渐增大，当所述光接收组件的偏置电流突然增大时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
进一步的，更具体的实现方式可以是：将所述光接收组件放入高低温箱中，且光纤不接任何设备，将直流电源连接到所述光接收组件以提供偏置电压，将所述高低温箱的温度调节到所述指定温度后，调节所述直流电源提供的偏置电压从0v开始逐渐增大；将电流表连接到所述光接收组件，以测量偏置电流，当所述电流表上的读数突然发生很大的变化时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
其中，图4是本实施例中用于获取击穿电压值所搭建的电路环境的结构示意图，该测试环境400包含：光接收组件410，高低温箱420，测温计430，电流表440，电压表450，直流电源460。其中，光接收组件410放入高低温箱420内，且光纤不接任何设备；测温计430探头接到光接收组件410上；直流电源460的+极接电流表440的+极和电压表450的+极；电流表440的-极接光接收组件410的Vapd脚；直流电源460的-极接电压表450的-极和光接收组件410的GND脚。
其中，图4实例的电路环境中测温计和高低温箱的建议测试范围为负55度至正100度以上；直流电源的可调范围及电压表的测试范围应达到60V以上，精度0.001V；电流表的测试范围50uA，精度0.001uA。
可选的，可以对该高低温箱设置不同的温度，进行多次测量，从而获得不同温度下的击穿电压值。
S302：根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值。
其中，根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值具体为：将所述击穿电压值减去一个固定值，得到所述偏置电压校准值，所述固定值为经验数据或者实验所得数据。
因为根据实际的实验可以验证，当偏置电压略微低于击穿电压时，光接收组件的灵敏度能达到接近理想环境下的最大值，因此，只需要将击穿电压值做微量下调即可计算出使灵敏度最佳的偏置电压值。
通常的，根据经验或者实验可以得出这个固定值为3伏，即将击穿电压值减去3伏，既可以得到偏置电压校准值。
S303：在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。
可选的，该方法之后进一步还可以包含在获取多个指定温度下的击穿电压值并计算偏置电压校准值之后，生成所述击穿电压值、偏置电压校准值随温度变化的曲线图，以便向用户展示所述曲线图。
例如，下表1是获取到的多个温度下的击穿电压值、偏置电压校准值的一个示例。
温度T 击穿电压VBR 校准电压VAPD
-20℃ 44.4V 41.4V
0℃ 46.5V 43.5V
20℃ 48.6V 45.6V
40℃ 50.4V 47.4V
60℃ 52.3V 49.3V
80℃ 53.9V 50.9V
90℃ 54.6V 51.6V
根据以上表1的数据，即可生成击穿电压值、偏置电压校准值随温度变化的曲线图。用户可以随时查看该曲线图，或在以后的实际工作环境中根据该曲线图进行偏置电压的校准，从而使得光接收组件达到最大灵敏度。
区别于现有技术，本发明的校准光接收组件灵敏度的方法，获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值；从而能够使光接收组件在不同温度下的光接收灵敏度保持恒定，进一步避免了在产品工作温度范围内出现不能正常识别光输入信号的情况。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种校准光接收组件灵敏度的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；
计算模块，用于根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；所述计算模块包括减法单元，用于将所述击穿电压值减去一个固定值，得到所述偏置电压校准值，所述固定值为经验数据或者实验所得数据；
校准模块，用于在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。
2.根据权利要求1所述的校准光接收组件灵敏度的装置，其特征在于：所述获取模块包括调节单元和获取单元；
所述调节单元用于断开所述光接收组件与光线路终端的连接后，在所述指定温度下，调节给所述光接收组件提供偏置电压的直流电源，使偏置电压从0v开始逐渐增大；
所述获取单元用于在所述调节单元调节偏置电压逐渐增大过程中，当所述光接收组件的偏置电流突然增大时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
3.根据权利要求2所述的校准光接收组件灵敏度的装置，其特征在于，所述调节单元包括环境搭建子单元，调节子单元；
所述环境搭建子单元用于将所述光接收组件放入高低温箱中，且光纤不接任何设备，将直流电源连接到所述光接收组件以提供偏置电压，将电流表连接到所述光接收组件，以测量偏置电流；
所述调节子单元用于首先将所述高低温箱的温度调节到所述指定温度，然后调节所述直流电源提供的偏置电压从0v开始逐渐增大；
所述获取单元用于在所述调节单元调节偏置电压逐渐增大过程中，当所述光接收组件的偏置电流突然增大时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值具体为：所述获取单元，用于在所述调节单元调节偏置电压逐渐增大过程中，当连接所述光接收组件的电流表上的读数突然发生很大的变化时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
4.根据权利要求1、2或3所述的校准光接收组件灵敏度的装置，其特征在于，所述装置进一步还包括曲线生成模块，用于在获取多个指定温度下的击穿电压值并计算偏置电压校准值之后，生成所述击穿电压值、偏置电压校准值随温度变化的曲线图，以便向用户展示所述曲线图。
5.一种校准光接收组件灵敏度的方法，其特征在于，包括：
获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值，所述击穿电压为偏置电流产生突变时的电压；
根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值，所述偏置电压校准值是在所述指定温度下所述光接收组件的灵敏度最高的偏置电压值；所述根据所述击穿电压值计算偏置电压校准值具体为：将所述击穿电压值减去一个固定值，得到所述偏置电压校准值，所述固定值为经验数据或者实验所得数据；
在所述指定温度下，将所述光接收组件的偏置电压值调整为所述偏置电压校准值。
6.根据权利要求5所述的校准光接收组件灵敏度的方法，其特征在于，所述获取光接收组件在指定温度下的击穿电压值具体为：断开所述光接收组件与光线路终端的连接后，在所述指定温度下，调节给所述光接收组件提供偏置电压的直流电源，使偏置电压从0v开始逐渐增大，当所述光接收组件的偏置电流突然增大时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
7.根据权利要求6所述的校准光接收组件灵敏度的方法，其特征在于，所述断开所述光接收组件与光线路终端的连接后，在所述指定温度下，调节给所述光接收组件提供偏置电压的直流电源，使偏置电压从0v开始逐渐增大具体为：将所述光接收组件放入高低温箱中，且光纤不接任何设备，将直流电源连接到所述光接收组件以提供偏置电压，将所述高低温箱的温度调节到所述指定温度后，调节所述直流电源提供的偏置电压从0v开始逐渐增大；
所述当所述光接收组件的偏置电流突然增大时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值具体为：将电流表连接到所述光接收组件，以测量偏置电流，当所述电流表上的读数突然发生很大的变化时，获取此时的偏置电压值即为击穿电压值。
8.根据权利要求5、6或7所述的校准光接收组件灵敏度的方法，其特征在于，所述方法进一步还包括：在获取多个指定温度下的击穿电压值并计算偏置电压校准值之后，生成所述击穿电压值、偏置电压校准值随温度变化的曲线图，以便向用户展示所述曲线图。
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