CN201680907U - 两用光功率计 - Google Patents

Abstract

本实用新型为两用光功率计，包括微处理器、光探测器、电流/电压转换放大电路、滤波电路等常规电路。电流/电压转换放大电路和滤波电路之间接入自动量程切换模块，其为多路开关，连接N个反馈电阻，其控制端接微处理器。微处理器根据光电流的大小接通不同的反馈电阻，实现量程的自动切换。还通过二双向开关分别连接滤波电路搭建模块和电流/电压转换放大电路搭建模块，搭建模块为电路电容电阻插接孔。常态用于工业测量，当连接搭建模块时可用插接孔搭建相关电路。还有绝对功率、相对功率、波长等选择键，接有相关信号测试点。本光功率计可用于工业测量，也可用于实验教学，自动切换量程、测量精度高；使用方便、操作灵活，稳定性好。

Description

两用光功率计

(一)技术领域

本实用新型涉及光纤通信测量技术和光学实验仪器，特别涉及一种教学和工业测量两用光功率计。

(二)背景技术

光纤通信在现代通信领域发挥出来的作用越来越明显，人们对信息数据的高速率、高可靠性的要求越来越强烈，而能承担高速传输任务的光纤在承载信息时必须不断地降低传输损耗与尽可能的减少误码率的产生。随着光纤通信技术的迅猛发展，光纤测试设备也随之不断的发展起来了。一种可靠的、专业的、方便的、高要求的测量仪器的解决对于光纤传输光的监测与测量显得尤为重要。光功率计可测量光发射机的输出功率及输出功率稳定度、光传输线路中的平均传输功率、光接收端机的灵敏度、各种无源器件的插入损耗和衰减量等，它是当前通信工程中干线铺设、设备维护、科研和生产中使用的重要仪器。不仅可用做各类科研实验中测量光的功率，判断光信号传输衰减与损耗的一种仪器，也可用于光纤通信工程中对信号的传输进行检测与判断。

现今各类高等院校实验室中都开设有与光纤通信有关的实验项目，所以光功率计也是一种必不可少的实验仪器，要让学生在学习使用的过程中对该仪器原理及其构造有足够的了解。但目前市场上没有专门用于实验室教学的光功率计，而用于工程应用的光功率计大都价格高昂，无法用以进行光功率计的相关电路的直接测试的实验，也无法用以试验对光功率计的部分电路进行重新设计。由于缺少适用于教学的光功率计，故实验教学对于学生了解光功率计的工作原理和提高实际动手能力的作用有限。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种两用光功率计，除了包括普通光功率计的基本的电路，可进行工业测量，还配置有选择不同的反馈电阻的多路开关、滤波电路电容电阻接插孔等，供实验教学，可让学生通过电路的改变了解光功率计的工作原理，提高学习兴趣。

本实用新型设计的两用光功率计，包括微处理器、光探测器、电流/电压转换放大电路、滤波电路、模/数转换电路及显示屏，光探测器接入电流/电压转换放大电路，光探测器对扑捉到的光信号进行光电变换为光电流信号经电流/电压转换放大电路接入滤波电路，滤波后再经模/数转换电路送入微处理器，微处理器对信号数据处理，得到光信号对应的功率值，结果送入显示屏，在显示屏上出现光功率测量结果。

因模/数转换电路的输入电压限于一定范围，一般为0～5V，当输入的光功率较大，所得光电流信号就较大，转换后的光电压经放大后将超过模/数转换电路的输入电压允许值，故需要在当输入的光电流信号较大时，使放大倍数减小，反之当输入的光电流信号较小时，使放大倍数加大。为此本光功率计的电流/电压转换放大电路和滤波电路之间接入了自动量程切换模块，其为N选1的多路开关连接N个阻值不同的反馈电阻，N为4～16的正整数，其控制端接微处理器。微处理器根据输入的光电流的大小，控制多路开关接通不同的反馈电阻，对光电压按不同比例放大后送入滤波电路，实现量程的自动切换。

为了让学生学习光功率计中滤波电路的设计，本光功率计的电流/电压转换放大电路后接双向开关固定端，该开关的活动端连接滤波电路或者滤波电路搭建模块，滤波电路搭建模块为4～24对搭建滤波电路所用的电容、电阻的插接孔。当双向开关连接滤波电路时，本光功率计用于工业测量。当双向开关连接滤波电路搭建模块时，学生可将不同的电容电阻插入相应的插接孔内，搭建自行设计的滤波电路，学生通过实验了解滤波电路的电容电阻改变时对滤波效果的影响。

为了让学生学习光功率计中电流/电压转换放大电路的设计，本光功率计的光探测器后接另一双向开关的固定端，该开关的活动端连接电流/电压转换放大电路或者电流/电压转换放大电路搭建模块，电流/电压转换放大电路搭建模块为运算放大器连接的4～12对搭建电流/电压转换放大电路所用电阻的插接孔。当双向开关连接电流/电压转换放大电路时，本光功率计用于工业测量。当双向开关连接电流/电压转换放大电路搭建模块时，学生可将不同的电阻插入相应的插接孔内，搭建自行设计的电流/电压转换放大电路，学生通过实验了解电流/电压转换放大电路的电阻改变时对电流/电压转换放大效果的影响。

为了便于使用本光功率计配有按键，按键为绝对功率选择键，相对功率选择键，波长选择键以及系统复位键中的一种或数种。各按键连接微处理器的不同输出端。按下绝对功率选择键可选择在显示屏上以瓦(W)或分贝(dB)为单位显示绝对功率值。按下相对功率选择键则可显示相对功率值，按下波长选择键针对所测光的波长进行选择，按下系统复位键微处理器恢复到初始状态。

为了让学生了解本光功率计信号处理过程，在光探测器的输出端接出光电流信号测试点，在电流/电压转换放大电路的输出端接出放大后光电压信号测试点，在模/数转换电路的输入端接出A/D输入电压测试点。

本实用新型两用光功率计的优点为：1、可用于工业测量对光功率进行测试，还可用于实验室教学，可对部分电路进行重新设计改进，对光功率计的相关电路进行直接测试，从而可使学生在实验学习的过程中提高实际动手能力，满足光纤通信相关实验教学的需要；2、双向开关可使之用于工业实际应用的测量，根据光的输入量，可自动切换到适当量程、测量精度高；3、配置多种功能按键，可直接显示所测光的绝对功率、相对功率，或选择测定的波长；4、操作灵活，使用稳定性好，通用性强、性价比高。

(四)附图说明

图1本两用光功率计实施例电路框图。

(五)具体实施方式

本两用光功率计实施例的电路框图如图1所示，包括微处理器、光探测器、电流/电压转换放大电路、自动量程切换模块、滤波电路、模/数转换电路及显示屏，光探测器接入电流/电压转换放大电路，电流/电压转换放大电路连接自动量程切换模块，其后经滤波电路、模/数转换电路接入微处理器。微处理器连接显示屏。

本例的自动量程切换模块为8选1的多路开关连接7个阻值不同的反馈电阻，其控制端接微处理器。

本例光功率计的光探测器后接双向开关A的固定端，双向开关A的活动端常闭连接电流/电压转换放大电路，双向开关A按下时其活动端连接电流/电压转换放大电路搭建模块，电流/电压转换放大电路搭建模块为运算放大器连接的8对搭建电流/电压转换放大电路所用电阻的插接孔。

本例的电流/电压转换放大电路后接双向开关B的固定端，该双向开关B的活动端常闭连接滤波电路，双向开关B按下时其活动端连接滤波电路搭建模块，滤波电路搭建模块为12对电容和12对电阻的插接孔。

本例光功率计配有4个按键，按键为绝对功率选择键，相对功率选择键，波长选择键以及系统复位键，各按键连接微处理器的不同输出端。

本例在光探测器的输出端接出光电流信号测试点，在电流/电压转换放大电路的输出端接出放大后光电压信号测试点，在模/数转换电路的输入端接出A/D输入电压测试点。

上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.两用光功率计，包括微处理器、光探测器、电流/电压转换放大电路、滤波电路、模/数转换电路及显示屏，光探测器接入电流/电压转换放大电路，电流/电压转换放大电路接入滤波电路，再经模/数转换电路接入微处理器，微处理器接显示屏；其特征在于：

所述电流/电压转换放大电路和滤波电路之间接入自动量程切换模块，自动量程切换模块为N选1的多路开关连接N个阻值不同的反馈电阻，N为4～16的正整数，其控制端接微处理器。

2.根据权利要求1所述的两用光功率计，其特征在于：

所述电流/电压转换放大电路后接双向开关B的固定端，该双向开关B的活动端连接滤波电路或者滤波电路搭建模块，滤波电路搭建模块为4～16对放大滤波电路和电容电阻的插接孔。

3.根据权利要求1所述的两用光功率计，其特征在于：

所述光探测器后接双向开关A的固定端，双向开关A的活动端连接电流/电压转换放大电路或者电流/电压转换放大电路搭建模块，电流/电压转换放大电路搭建模块为运算放大器连接的4～12对搭建电流/电压转换放大电路所用电阻的插接孔。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的两用光功率计，其特征在于：

本光功率计配有按键，按键为绝对功率选择键，相对功率选择键，波长选择键以及系统复位键中的一种或数种，各按键连接微处理器的不同输出端。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的两用光功率计，其特征在于：

所述光探测器的输出端接出光电流信号测试点，和/或在电流/电压转换放大电路的输出端接出放大后光电压信号测试点，和/或在模/数转换电路的输入端接出A/D输入电压测试点。

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