CN220107985U - 一种低噪光学时域反射计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种低噪光学时域反射计，包括依次连接的激光发射模块、光纤耦合器、光信号噪声处理模块、光接收处理模块以及控制器，光纤耦合器还与待测光纤连接；光信号噪声处理模块包括光纤放大器和滤波器，使用时，控制器控制激光发射模块产生光脉冲，并将光脉冲输送到光纤耦合器，光纤耦合器接收并输出至待测光纤，同时对待测光纤反射回来的光信号进行耦合，耦合后的光信号经光纤耦合器输送到光纤放大器对光功率进行放大，经滤波器滤除噪声后输出到光接收处理模块，对待测光纤反射回来的光信号转换为电信号进行处理，之后通过控制器进行处理，提高了其信噪比，使得信号更纯净，进而提高了检测结果的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤测量技术领域，具体涉及一种低噪光学时域反射计。
背景技术
光时域反射计(Optical Time-DomainReflectometer，OTDR)是根据光的后向散射与菲涅耳反射原理，用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。目前光时域反射计通用的处理方式是对采集的数据经过模数转换后直接分析，测试采集上来的光强度信号数据曲线存在着信噪比差的缺点，导致信号容易失真，进而影响检测结果的准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种低噪光学时域反射计，可以提高其信噪比，进而提高检测结果的准确性，解决以上背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低噪光学时域反射计，包括依次连接的激光发射模块、光纤耦合器、光信号噪声处理模块、光接收处理模块以及控制器，所述控制器与所述激光发射模块电性连接，所述光纤耦合器还与待测光纤连接；所述光信号噪声处理模块包括光纤放大器和滤波器，所述光纤放大器的输入端、输出端分别与所述光纤耦合器、所述滤波器连接，所述滤波器的输出端与所述光接收处理模块的输入端连接。
进一步地，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。
进一步地，所述滤波器为光带通滤波器。
进一步地，所述激光发射模块包括激光器驱动器和半导体激光器，所述控制器与所述激光器驱动器电性连接，所述激光器驱动器与所述半导体激光器电性连接，所述半导体激光器与光纤耦合器连接。
进一步地，所述光接收处理模块包括光探测器和数据采集卡，所述光探测器的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述光探测器的输出端和所述数据采集卡电性连接，所述数据采集卡通过BNC接口与所述控制器连接。
进一步地，所述光接收处理模块还包括电信号噪声处理器，所述电信号噪声处理器的输入端、输出端分别与所述数据采集卡、所述控制器连接。
进一步地，所述控制器为MSP430F417处理器。
进一步地，还包括显示器，所述显示器与所述控制器电性连接。
进一步地，所述显示器为LCD显示器或OLED显示器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型使用时，控制器控制激光发射模块发射与OTDR测量所需的光脉冲，并将光脉冲输送到光纤耦合器，光纤耦合器接收并输出至待测光纤，同时，对待测光纤反射回来的光信号进行耦合；耦合后的光信号经光纤耦合器输送到光纤放大器对光功率进行放大，之后经滤波器滤除噪声后输出到光接收处理模块，对待测光纤反射回来的光信号转换为电信号，之后通过控制器进行处理，提高其信噪比，进而增强检测结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为实现预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例：请参考图1，一种低噪光学时域反射计，包括依次连接的激光发射模块、光纤耦合器、光信号噪声处理模块、光接收处理模块以及控制器，控制器还与激光发射模块电性连接；控制器采用MSP430F417处理器，MSP430F417处理器在非工作状态时，处于睡眠模式且几乎不产生功耗，在工作状态时才启动，具有功耗低、系统功率低的特点，既能够保障OTDR系统的低功率，也不会影响OTDR系统的实时性；激光发射模块包括激光器驱动器和半导体激光器，控制器与激光器驱动器电性连接，激光器驱动器与半导体激光器电性连接，半导体激光器与光纤耦合器连接；半导体激光器采用低噪声激光器，减少对后续噪声处理的影响；控制器控制激光器驱动器的启停，激光器驱动器驱动半导体激光器发射OTDR测量所需的光脉冲，同时激光器驱动器反馈半导体激光器和激光器驱动器的运行情况发送至控制器，控制器对其进行诊断和监控，保证激光器驱动器和半导体激光器能够正常稳定地运行。光纤耦合器还与待测光纤连接，接收来自半导体激光器发射的光脉冲并输出至待测光纤，同时，对待测光纤反射回来的光信号进行耦合，使得待测光纤反射回来的光能量能最大限度地耦合到光信号噪声处理模块中去，使对测量结果的影响减到最小。光信号噪声处理模块用于接收光纤耦合器耦合后输出的光信号，进行去噪处理，光信号噪声处理模块包括掺铒光纤放大器和光带通滤波器，掺铒光纤放大器的输入端、输出端分别与光纤耦合器、光带通滤波器连接，光信号经掺铒光纤放大器放大光功率后，经光带通滤波器滤除噪声，在光域内对光信号的噪声进行处理，提高其信噪比，使得通过本光学时域反射计具有较好的去噪性能，获取的信号能有更好的低噪效果，降低了信号中的噪声对检测结果的影响，进而提高了检测结果的准确性。
光带通滤波器的输出端与光接收处理模块的输入端连接，光接收处理模块包括光探测器、数据采集卡、电信号噪声处理器，光探测器的输入端和光带通滤波器的输出端连接，光探测器为光电探测器，接收经噪声处理模块处理的光信号后，将其转换为电信号，灵敏度高、响应速度快；光探测器的输出端和数据采集卡的输入端电性连接，电信号噪声处理器的输入端、输出端分别与数据采集卡、控制器连接，控制器通过BNC接口与电信号噪声处理器连接，BNC接口具有抗干扰的效果，且采集的信号频宽较大，可达到最佳的信号响应效果，数据采集卡采集光探测器输出的电信号并输出到电信号噪声处理器进行去噪处理后，进一步得到具有较高的信噪比和最小的均方误差的信号，使得信号更加纯净，进而提高检测结果的准确性；之后经BNC接口输入控制器模块内部，通过总线读取、处理和存储去噪后的电信号，同时经另一BNC接口输出到显示器；显示器与控制器电性连接，显示器为LCD显示器或OLED显示器，显示器用于显示控制器处理后的数据，方便工作人员在显示器上查看检测数据。同时控制器对光接收处理模块和显示器的运行情况进行监控，通过光接收处理模块和显示器反馈各自的运行信号进行诊断，保证光接收处理模块和显示器能够正常稳定地运行。
本实施例的工作原理：使用时，根据OTDR测量所需的特定频率光脉冲，控制器控制激光器驱动器启动，激光器驱动器驱动半导体激光器发射光脉冲，并将光脉冲输送到光纤耦合器，光纤耦合器接收并输出至待测光纤，同时，对待测光纤反射回来的光信号进行耦合后输送到光信号噪声处理模块，光信号通过掺铒光纤放大器放大光功率后，经光带通滤波器滤除噪声，在光域内对光信号的噪声进行处理；之后通过光电探测器将光信号转换为电信号，数据采集卡采集光电探测器输出的电信号并通过电信号噪声处理器进行去噪处理后输出到控制器，经控制器读取、处理和存储去噪后的电信号输出到显示器上供工作人员查看，如此即可。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种低噪光学时域反射计，其特征在于：包括依次连接的激光发射模块、光纤耦合器、光信号噪声处理模块、光接收处理模块以及控制器，所述控制器与所述激光发射模块电性连接，所述光纤耦合器还与待测光纤连接；所述光信号噪声处理模块包括光纤放大器和滤波器，所述光纤放大器的输入端、输出端分别与所述光纤耦合器、所述滤波器连接，所述滤波器的输出端与所述光接收处理模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。
3.根据权利要求1所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：所述滤波器为光带通滤波器。
4.根据权利要求1所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：所述激光发射模块包括激光器驱动器和半导体激光器，所述控制器与所述激光器驱动器电性连接，所述激光器驱动器与所述半导体激光器电性连接，所述半导体激光器与光纤耦合器连接。
5.根据权利要求1所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：所述光接收处理模块包括光探测器和数据采集卡，所述光探测器的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述光探测器的输出端和所述数据采集卡电性连接，所述数据采集卡通过BNC接口与所述控制器连接。
6.根据权利要求5所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：所述光接收处理模块还包括电信号噪声处理器，所述电信号噪声处理器的输入端、输出端分别与所述数据采集卡、所述控制器连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：所述控制器为MSP430F417处理器。
8.根据权利要求1-6任一项所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：还包括显示器，所述显示器与所述控制器电性连接。
9.根据权利要求8所述的低噪光学时域反射计，其特征在于：所述显示器为LCD显示器或OLED显示器。
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