CN202757995U - 一种自动获取可调光衰减器电压控制曲线的自动测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动获取可调光衰减器电压控制曲线的自动测量装置，所述自动测量装置包括数据采集单元和数据处理单元。本实用新型充分利用单片机和软件相结合的手段，完成电压控制曲线的自动测量，高效率地获取可调光衰减器的控制曲线，大大的节约了时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及一种光通信领域的可调光衰减器（VOA）电压控制曲线的测试装置。
背景技术
可调光衰减器（VOA）在光通信中具有广泛的应用，其主要功能是用来降低或控制光信号强度，光网络的最基本的特性应该是可调，这就将使可调光衰减器成为光通信中不可或缺的关键器件，未来的发展较受瞩目。
可调光衰减器的测试和使用依赖于其电压控制曲线，但是它的测试和使用具有一定的难度。由于它的衰减曲线形成是非线性的，在实际应用中需要分别测量相应的衰减曲线。特别在开环控制应用时，必须分别测量电压控制曲线，即使是以0.1dB的分辨率也要测几百个点，需要通过人工手动的方式，逐点改变控制电压，用光功率计测得相应的衰减量，并作记录，这样测量既费时又费力。
实用新型内容
针对现有可调光衰减器在测量电压控制曲线时需要通过人工方式逐点测量费时费力的问题，本实用新型提供一种自动获取可调光衰减器电压控制曲线的自动测量装置。通过该装置只要设置好最大控制电压、级别控制电压、最大衰减量和衰减值最小采样间距，连接好可调光衰减器，就能自动获得所需的数据和曲线，大大提高测量效率。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种自动获取可调光衰减器电压控制曲线的自动测量装置，所述自动测量装置包括数据采集单元和数据处理单元，所述数据采集单元包括：
光分路器，所述光分路器与待测可调光衰减器的输入端连接；
光电探测器，所述光电探测器包括第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器与光分路器连接，所述第二光电探测器与待测可调光衰减器输出端连接；
信号调理电路，所述信号调理电路包括第一信号调理电路和第二信号调理电路，所述第一信号调理电路与第一光电探测器连接，所述第二信号调理电路与第二光电探测器连接；
A／D采样组件，所述A／D采样组件包括第一A／D采样组件和第二A／D采样组件，所述第一A／D采样组件与第一信号调理电路连接，所述第二A／D采样组件与第二信号调理电路连接；
程控稳压装置，所述程控稳压装置与待测可调光衰减器连接；
D／A输出组件，所述D／A输出组件与程控稳压装置连接；
MCU控制器，所述MCU控制器分别与第一A／D采样组件、第二A／D采样组件和D／A输出组件连接，
所述数据处理单元通过通信接口与MCU控制器连接。
进一步的，所述数据处理单元为安置有LABVIEW虚拟测试系统的PC机。
本实用新型中数据采集单元根据可调光衰减器的最大电压和最大衰减量，自动扫描产生整个衰减曲线的完整精确的数据，再通过串口通信，上传至上位PC机，利用LABVIEW可以直观方便的把采集到的数据以曲线显示并保存，还能形成并保存可调光衰减器的衰减量和控制电压对换表，并可打印相应的参数和曲线，最大程度满足生产测试和使用的要求。本实用新型充分利用单片机和软件相结合的手段，完成电压控制曲线的自动测量，高效率地获取可调光衰减器的控制曲线，大大的节约了时间。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型结构原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
本实用新型提供的可调光衰减器的自动测试装置，可自动获取可调光衰减器的电压控制曲线。该测试装置分为两大部分：下层的数据采集装置和上层的数据处理装置，下层的数据采集装置，由单片机产生所需的控制电压，分别测试输入和输出的光功率值，加上相应的插入损耗和TAP分路器的补偿就可以精确地测出相应的光衰减量，得到光衰减量和控制电压的对应关系。数据采集装置以一定的步距（0.1dB）从衰减量0到最大衰减量进行扫描，从而得到一组精细的控制曲线数据集合，把它发送到上层PC软件。而上层的数据处理装置是基于LABVIEW虚拟测试软件，界面形象直观，接收到下层的测试数据后，就可生成相应的控制曲线图形，存入EXCEL表格中，并提供打印功能。
基于上述原理，本实用新型的具体实施如下：
参见图1，本实用新型提供的自动获取可调光衰减器电压控制曲线的自动测量装置包括数据采集单元A和数据处理单元B。
数据采集单元A包括光分路器1、可调光衰减器2、光电探测器3a、光电探测器3b、信号调理电路4a、信号调理电路4b、A／D采样组件5a、A／D采样组件5b、程控稳压装置6、D／A输出组件7和MCU控制器8。
光分路器1，用于将光源的光进行分光，当光信号进入光分路器1时，光分路器1将90%光能量输入可调光衰减器2器件，将10%的光能量输入光电探测器3a。
可调光衰减器（可调光衰减器）2，用于将光路器1输入的光能量进行光衰减，并将剩余的光能量输入光电探测器3b。
光电探测器3a和光电探测器3b，分别将光分路器1和可调光衰减器2传出的光能量进行光电转换，并将电信号分别传入到信号调理电路4a和信号调理电路4b。
信号调理电路4a和信号调理电路4b，分别是将光电探测器3a和光电探测器3b传入的电信号进行一定的滤波和放大，再将处理后的电信号分别传入A／D采样组件5a和A／D采样组件5b。
A／D采样组件5a和A／D采样组件5b，分别将信号调理电路4a和信号调理电路4b传入的电信号进行模数转换，将电信号转换成数字信号，再传入MCU控制器8中。
程控稳压装置6，其为本测试装置的核心软件，它可以产生所需的可变控制电压，与可调光衰减器2相连接，它是与MCU控制器8相配合，产生指定的最高控制电压，由于市场可调光衰减器控制电压最高为20V，我们可以设计程控稳压最高为24V，分辨率为0.01V。
同时，为了满足最大10dB/V的控制要求，根据可调光衰减器2的衰减特性，通过设定级别控制电压实行分段扫描测量，在低于设定的级别控制电压范围内，扫描步进电压为0.05V，而在高于设定的级别控制电压范围内则扫描步进电压为0.01V，这样既满足技术指标，又大大减少了测试数据量。
D／A输出组件7，其与程控稳压装置6相连接，它是将程控稳压装置6产生的电压进行数模转换，再进行输出，传入MCU控制器8。
MCU控制器8，其分别与A／D采样组件5a、A／D采样组件5b和D／A输出组件7连接，并且还通过通信接口9与数据处理单元B连接，它通过接受数据处理单元B送来的最大控制电压、级别控制电压、最大衰减量和衰减值最小采样间距这几个参数后，通过程控稳压装置6产生的所需电压，从0V控制电压开始，分别对上述组件传入的输入光功率和输出光功率进行采样，加上补偿算法后，可以精确地测出相应的光衰减量，进一步分析，可以得到光衰减量和控制电压的关系。
同时，在控制电压步进扫描过程中，MCU控制器8还可以贮存记录光衰减量达到最小采样间距的光衰减量和控制电压数据对，直到全部数据采集完成后，再将贮存的数据通过通信接口9传送给数据处理单元B。
数据处理单元B，其可采用PC机，并在PC机中装入LABVIEW测试软件，它先通过通信接口9把输入的最大控制电压、级别控制电压、最大衰减量和衰减值最小采样间距传送给数据采集单元A，当数据采集单元A将数据采集完毕后，再通过通信接口9反馈给它，其再通过LABVIEW测试软件完成数据接受，并在PC机上显示出生成的相应的控制曲线图形，存入EXCEL表格中，并提供打印功能，这样在完成参数采集后就得到了相应的控制电压数据和曲线，为可调光衰减器2提供了新型检测手段,方便生产检测和使用。
基于上述方案，本实用新型具体实施如下：
在需要进行测试时，利用光分路器1光源发出的光进行分光，90%的光能量输入可调光衰减器2组件，完成光衰减，10%的光能量送入光电探测器3a,完成光电转换，进入信号调理4a，进行一定的滤波和放大，将可调光衰减器2输出的光送入光电探测器3b，完成光电转换，进入信号调理4b，进行一定的滤波和放大，A／D采样组件5a和A／D采样组件5b再进行模数转换，传入到MCU控制器8中。
然后，在PC机中输入要测量的数据值通过通信接口9输出到MCU控制器8中，MCU控制器8通过程控稳压装置6产生所需的控制电压，分别测试输入和输出的光功率值，加上相应的插入损耗和TAP分路器的补偿就可以精确地测出相应的光衰减量，得到光衰减量和控制电压的对应关系，数据采集单元再以一定的步距（0.1dB）从衰减量0到最大衰减量进行扫描，从而得到一组精细的控制曲线数据集合，通过通信接口9把它发送到数据处理单元的PC软件。
而由于数据处理单元是基于LABVIEW虚拟测试软件，界面非常形象直观，在接收到数据后，就可生成相应的控制曲线图形，存入EXCEL表格中，并可打印出来。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种自动获取可调光衰减器电压控制曲线的自动测量装置，其特征在于，所述自动测量装置包括数据采集单元和数据处理单元，
数据采集单元包括：
光分路器，所述光分路器与待测可调光衰减器连接；
光电探测器，所述光电探测器包括第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器与光分路器连接，所述第二光电探测器与待测可调光衰减器连接；
信号调理电路，所述信号调理电路包括第一信号调理电路和第二信号调理电路，所述第一信号调理电路与第一光电探测器连接，所述第二信号调理电路与第二光电探测器连接；
A／D采样组件，所述A／D采样组件包括第一A／D采样组件和第二A／D采样组件，所述第一A／D采样组件与第一信号调理电路连接，所述第二A／D采样组件与第二信号调理电路连接；
程控稳压装置，所述程控稳压装置与待测可调光衰减器连接；
D／A输出组件，所述D／A输出组件与程控稳压装置连接；
MCU控制器，所述MCU控制器分别与第一A／D采样组件、第二A／D采样组件和D／A输出组件连接，
所述数据处理单元通过通信接口与MCU控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动获取可调光衰减器电压控制曲线的自动测量装置，其特征在于，所述数据处理单元为安置有LABVIEW虚拟测试系统的PC机。
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