CN107588932A - 一种衰减滤光片自适应步进快速标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种衰减滤光片自适应步进快速标定方法，步骤一.初始化参数和衰减滤光片位置；步骤二.采用自适应步进进行衰减滤光片粗标定；步骤三.根据步骤二中得出的衰减值与衰减滤光片位置的数据对，采用线性插值的方法得出每个衰减值对应的衰减片的位置信息。采用上述方案，降低衰减片非线性镀膜对标定精度的影响；针对衰减跳变点的情况，采用跳变点滤除的方法，避免衰减片跳变点对标定准确性的影响。与现有技术相比，标定速度快、精度高、适应性强。
Description
技术领域
本发明属于衰减滤光片技术领域，尤其涉及的是一种衰减滤光片自适应步进快速标定方法。
背景技术
光可变衰减器作为波分复用网络中关键的功率管理器件,能够实现信道均衡和自动增益控制功能，以其衰减范围大、功耗低、体积小、易于集成等优点成为研究重点。作为衰减器的关键技术，衰减滤光片的快速精准标定直接影响衰减器生产周期和衰减精度。实际应用中，衰减滤光片常采用中性密度滤光片实现衰减功能，通过改变金属镀膜的厚度实现不同的衰减量，由于制造工艺因素，衰减片的衰减量并不是线性变化的，这样就要求在使用衰减滤光片之前应先对其进行衰减值的标定。目前衰减滤光片的标定常采用固定步进的方法，有两种方案，一种为了保证精度，设置极小的步进值，这样存在标定时间长的缺点；一种是为了保证标定效率，设置较大的步进值，然后进行线性插值，这样存在标定精度差的缺点，且这种方案对衰减滤光片上的跳变点不能很好的应对。以上方法均无法满足衰减滤光片快速精准标定的需求。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种衰减滤光片自适应步进快速标定方法。
本发明的技术方案如下：
一种衰减滤光片自适应步进快速标定方法，其中，包括以下步骤：
步骤1：初始化参数和衰减滤光片位置；设置步进值Step为一个初始步进值Step0，设置步进衰减值PowT(表征最大允许的相邻两个位置衰减量差值)，并将衰减滤光片调整到衰减零点位置，标记此点为第一个有效位置，记为Pos[0]；
步骤2：自适应步进进行衰减滤光片粗标定；
步骤3：线性插值精准标定衰减滤光片，根据步骤二2中得出的衰减值与衰减滤光片位置的数据，采用线性插值的方法得出每个衰减值对应的衰减片的位置信息。衰减滤光片位置Pos[i]处的衰减值为Pow[Pos[i]]，Pos[i+1]处的衰减值为Pow[Pos[i+1]]，那么计算Pow[Pos[i]]-Pow[Pos[i+1]]范围内的衰减值Pow[k]所对应的衰减片位置Pos[k]，计算公式为：
根据上式，求解所有衰减值对应的位置值。
所述步骤2具体包括以下步骤：
步骤201：测量当前位置衰减值，根据衰减滤光片的输入光功率Pow1，输出光功率Pow2，计算得出当前位置上的衰减值Pow＝Pow1-Pow2；
步骤202：从第二个测量点开始，计算当前位置衰减值Pow与上一个有效位置Pos[i-1]处的衰减值Pow[Pos[i-1]]的差值δPow＝Pow[Pos[i-1]]–Pow；
步骤203：判断当前位置是否为跳变点。如果δPow>＝0，判定当前点为跳变点，进入步骤206；反之，判定当前点不为跳变点，进入步骤204；
步骤204：判定衰减步进是否偏大。如果δPow>PowT，判定衰减步进偏大，进入步骤207；反之，判定衰减步进不偏大，进入步骤205；
步骤205：判定衰减步进是否偏小。如果δPow/PowT<0.8，判定衰减步进偏小，进入步骤208；反之，判定衰减步进合适，进入步骤209；
步骤206：设置微小步进值Step_s＝α*Step(α为一个小于1的值，一般取值0.1),从当前位置向后寻找第一个略小于上一个有效位置衰减值Pow[Pos[i-1]]的位置(此处由于步进小，容易找到比上一个有效位置衰减值略小的位置)，将此位置标记为有效位置，记为Pos[i],记录当前位置的衰减值Pow[Pos[i]]；设置步进值为Step，进入步骤209；
步骤207：衰减步进偏大，不能满足衰减滤光片标定精度要求，此时调整衰减步进值，计算公式为：Step＝Step*PowT/δPow，将衰减滤光片位置调整到上一有效位置处Pos[i-1]，进入步骤209；
步骤208：衰减步进偏小，为保证标定效率需调大步进值，新的步进值计算公式为：Step＝Step*PowT/δPow，将此位置标记为有效位置，记为Pos[i],记录当前位置的衰减值Pow[Pos[i]]，进入步骤209；
步骤209：调整衰减滤光片位置，根据步进值和上一个有效位置，进行调整衰减滤光片的位置；
重复201-209，直至衰减滤光片标定完成。
本发明针对衰减滤光片标定时间长的问题，采用线性插值计算的方法，减少标定点数，提高标定效率；针对衰减滤光片非线性衰减的问题，采用动态步进标定方法，降低衰减片非线性镀膜对标定精度的影响；针对衰减跳变点的情况，采用跳变点滤除的方法，避免衰减片跳变点对标定准确性的影响。与现有技术相比，标定速度快、精度高、适应性强。
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，实施例步骤如下：
步骤1：初始化参数和衰减滤光片位置；
设置步进值Step为一个初始步进值Step0，设置步进衰减值PowT(表征最大允许的相邻两个位置衰减量差值)，并将衰减滤光片调整到衰减零点位置，标记此点为第一个有效位置，记为Pos[0]；
关于步进值的解释：衰减滤光片固定在步进电机上，步进电机带动衰减滤光片进行调整光通过衰减滤光片的位置，衰减滤光片不同位置上的衰减不同，通过本文提出的方法，得出衰减滤光片的衰减值与步进电机步进值的对应关系，以此达到衰减滤光片的衰减值标定。
进一步，步进电机精度比较高，每转动一步对应的衰减片位置变化较小，如果每一步都进行标定，需要的时间过长，这样需要每次跨越一定步数(步进电机走一定步数)进行一次标定，这个跨越步数既是步进值的概念。同时，如上所述，如果采用固定的步进值，存在精度差、无法应对跳变点的问题；故本发明提出的自适应步进，一方面提高了标定效率，另一方面保证了精度、提高了适应性。
步骤2：自适应步进进行衰减滤光片粗标定
步骤201：测量当前位置衰减值，根据衰减滤光片的输入光功率Pow1，输出光功率Pow2，计算得出当前位置上的衰减值Pow＝Pow1-Pow2；
步骤202：从第二个测量点开始，计算当前位置衰减值Pow与上一个有效位置Pos[i-1]处的衰减值Pow[Pos[i-1]]的差值δPow＝Pow[Pos[i-1]]–Pow；
步骤203：判断当前位置是否为跳变点。如果δPow>＝0，判定当前点为跳变点，进入步骤206；反之，判定当前点不为跳变点，进入步骤204；
步骤204：判定衰减步进是否偏大。如果δPow>PowT，判定衰减步进偏大，进入步骤207；反之，判定衰减步进不偏大，进入步骤205；
步骤205：判定衰减步进是否偏小。如果δPow/PowT<0.8，判定衰减步进偏小，进入步骤208；反之，判定衰减步进合适，进入步骤209；
步骤206：设置微小步进值Step_s＝α*Step(α为一个小于1的值，一般取值0.1),从当前位置向后寻找第一个略小于上一个有效位置衰减值Pow[Pos[i-1]]的位置(此处由于步进小，容易找到比上一个有效位置衰减值略小的位置)，将此位置标记为有效位置，记为Pos[i],记录当前位置的衰减值Pow[Pos[i]]；设置步进值为Step，进入步骤209；
步骤207：衰减步进偏大，不能满足衰减滤光片标定精度要求，此时调整衰减步进值，计算公式为：Step＝Step*PowT/δPow，将衰减滤光片位置调整到上一有效位置处Pos[i-1]，进入步骤209；
步骤208：衰减步进偏小，为保证标定效率需调大步进值，新的步进值计算公式为：Step＝Step*PowT/δPow，将此位置标记为有效位置，记为Pos[i],记录当前位置的衰减值Pow[Pos[i]]，进入步骤209；
步骤209：调整衰减滤光片位置，根据步进值和上一个有效位置，进行调整衰减滤光片的位置；
重复201-209，直至衰减滤光片标定完成。
步骤3.线性插值精准标定衰减滤光片
根据步骤二中得出的衰减值与衰减滤光片位置的数据，采用线性插值的方法得出每个衰减值对应的衰减片的位置信息。衰减滤光片位置Pos[i]处的衰减值为Pow[Pos[i]]，Pos[i+1]处的衰减值为Pow[Pos[i+1]]，那么计算Pow[Pos[i]]-Pow[Pos[i+1]]范围内的衰减值Pow[k]所对应的衰减片位置Pos[k]，计算公式为：
根据上式，可求解所有衰减值对应的位置值。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种衰减滤光片自适应步进快速标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：初始化参数和衰减滤光片位置；设置步进值Step为一个初始步进值Step0，设置步进衰减值PowT(表征最大允许的相邻两个位置衰减量差值)，并将衰减滤光片调整到衰减零点位置，标记此点为第一个有效位置，记为Pos[0]；
步骤2：自适应步进进行衰减滤光片粗标定；
步骤3：线性插值精准标定衰减滤光片，根据步骤2中得出的衰减值与衰减滤光片位置的数据，采用线性插值的方法得出每个衰减值对应的衰减片的位置信息。衰减滤光片位置Pos[i]处的衰减值为Pow[Pos[i]]，Pos[i+1]处的衰减值为Pow[Pos[i+1]]，那么计算Pow[Pos[i]]-Pow[Pos[i+1]]范围内的衰减值Pow[k]所对应的衰减片位置Pos[k]，计算公式为：
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根据上式，求解所有衰减值对应的位置值。
2.如权利要求1所述的衰减滤光片自适应步进快速标定方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：
步骤201：测量当前位置衰减值，根据衰减滤光片的输入光功率Pow1，输出光功率Pow2，计算得出当前位置上的衰减值Pow＝Pow1-Pow2；
步骤202：从第二个测量点开始，计算当前位置衰减值Pow与上一个有效位置Pos[i-1]处的衰减值Pow[Pos[i-1]]的差值δPow＝Pow[Pos[i-1]]–Pow；
步骤203：判断当前位置是否为跳变点。如果δPow>＝0，判定当前点为跳变点，进入步骤206；反之，判定当前点不为跳变点，进入步骤204；
步骤204：判定衰减步进是否偏大。如果δPow>PowT，判定衰减步进偏大，进入步骤207；反之，判定衰减步进不偏大，进入步骤205；
步骤205：判定衰减步进是否偏小。如果δPow/PowT<0.8，判定衰减步进偏小，进入步骤208；反之，判定衰减步进合适，进入步骤209；
步骤206：设置微小步进值Step_s＝α*Step(α为一个小于1的值，一般取值0.1),从当前位置向后寻找第一个略小于上一个有效位置衰减值Pow[Pos[i-1]]的位置(此处由于步进小，容易找到比上一个有效位置衰减值略小的位置)，将此位置标记为有效位置，记为Pos[i],记录当前位置的衰减值Pow[Pos[i]]；设置步进值为Step，进入步骤209；
步骤207：衰减步进偏大，不能满足衰减滤光片标定精度要求，此时调整衰减步进值，计算公式为：Step＝Step*PowT/δPow，将衰减滤光片位置调整到上一有效位置处Pos[i-1]，进入步骤209；
步骤208：衰减步进偏小，为保证标定效率需调大步进值，新的步进值计算公式为：Step＝Step*PowT/δPow，将此位置标记为有效位置，记为Pos[i],记录当前位置的衰减值Pow[Pos[i]]，进入步骤209；
步骤209：调整衰减滤光片位置，根据步进值和上一个有效位置，进行调整衰减滤光片的位置；
重复201-209，直至衰减滤光片标定完成。
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