[发明专利]光功率测量方法

权利要求书

1.一种光功率测量方法，包括如下步骤：

1)根据测量系统构建光功率计算公式为：

P＝K₃β+C₃

式中，K₃和C₃为每一功率值分段内两个不同的常数，K₃由测量系统中对数放大器的增益决定，C₃由测量系统中对数放大器的动态范围决定；β为被测光源的AD转换的平均值；

2)通过键盘选择被测光源信号波长，将载有被测光源的光纤与光端连接；

3)根据选择的波长配置AD转换器，读取光端接收到的光源信号，并依次经过光电转换和对数放大后进入AD转换器；

4)AD转换器循环读入N次数据N>10，获得N个AD转换值，并求出这些转换值的平均值β；

5)判断β的值是否超出量程，若超出量程则通过OLED提示，结束测量；若符合量程要求则进行下一步；

6)将当前正在测量光源的波长按标准光源的功率分段，每一段功率对应一个K₃和C₃；

7)将β值与标准光源边界值进行比较，判断β在所属功率分段的位置，根据β所在位置选择相应K₃和C₃；

8)将已经确定的β、K₃和C₃值代入光功率计算公式，获得被测信号的功率值P，并将该功率值送OLED显示。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其中步骤1所述构建光功率计算公式按如下过程进行：

<1>根据对数放大器的输入和输出关系得到对数放大器的输出电压：

VOUT=G[VY×RZRZ+RLOG×log10(IPDIZ)+VREF×RLOGRLOG+RZ]---(1)]]>

式中

G=1+RARB,]]>R_LOG＝5kΩ，I_PD＝ρP_PD

I_PD是光电二极管输出的电流；I_Z是光电二极管截止电流；ρ是光电二极管的响应度，P_PD是输入的光功率值；电阻R_Z，R_A和R_B以及参考电压V_Y，V_REF均为所选对数放大器的确定参数；

<2>对(1)式进行化简：

令K1=G×VY×RZRZ+RLOG,]]>C1=G×VREF×RLOGRLOG+RZ]]>

K₁和C₁均为常数，由芯片外部所接电阻网络决定，

化简(1)式为：

Vout=K1log10(IPDIZ)+C1;---(2)]]>

<3>对(2)式进行化简：

令P＝10log₁₀P_PD；K2=10K1;]]>C2=10log10(IZρ)-10C1K1,]]>

化简(2)式为：

P＝K₂V_out+C₂                     (3)

式中K₂和C₂是常数，所以放大器输出电压值V_out和被测功率值P(以dBm表示)就成为简单的线性对应关系。这样避免了繁琐的对数运算，使得后继的程序处理和结果计算就变得简单了；

<4>对(3)进行代换：

将V_OUT＝σβ代入(3)式，其中β是AD转换值的十进制表示，σ是ADC最小量化间隔，得：

P＝K₂V_out+C₂

同时令K₂σ＝K₃，C₂＝C₃得最终光功率计算公式：

P＝K₃β+C₃。                                 (4)

3，根据权利要求1所述的测量方法，其中步骤8所述K₃和C₃的确定可有由如下过程进行：

1)将光功率计所能测量的范围分为三段，按照分段要求输入不同的标准光功率值A，B和C，对应的AD转换值分别为D，E和F，以此作为AD转换器的分界值；

2)在每一功率段内算出K₃和C₃值，计算公式为：

K₃＝(B-A)/(E-D)，C₃＝A-K₃D，此处为第一段

3)将K₃、C₃和D、E、F依次存成表，测量时，先读入AD值β，再与AD边界值比较，确定β值处于哪一分段，选择相应分段的K₃和C₃。