[发明专利]多通道光功率自动监测仪及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及光功率测试设备。

技术背景

近年来，随着光纤通信的迅猛发展，光纤测试设备也同步发展起来。光纤通信本身对传输光的测量非常重要，传输光损耗的大小直接影响光纤通信系统的好坏，因此光纤测试设备的精度和稳定度显得尤为重要。光功率计作为常见的光纤测试设备，常用于测量光功率比的大小，它与稳定化激光光源的配合可以用来测试光纤光缆的传输损耗和光分支器件的插入损耗。随着生产工艺的进步，大芯数光缆的出现以及光分支器件特别是光分路器通道的增多，再加上IEC和YD/T标准严格要求对光纤光缆光器件在机械和环境试验过程中的损耗变化量进行监测，因此多路带自动监测功能的光功率计的需求就迫在眉睫。现有技术中这种多路带自动监测功能的光功率计尚属空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补现有技术的空白，提供一种多通道光功率自动监测仪及其测试方法，可以实现对大芯数光缆、多通道光纤器件的自动监测功能。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

多通道光功率自动监测仪，其特征在于：所述监测仪包括多路光电二极管、多路跨阻抗程控放大器、温度传感器、I/V变换器、电子开关组、模数转换器、单片机； 

所述多路光电二极管即PIN管，进行光电转换，将经过待测样品后输入的多路光信号转换成电流信号输出；

所述多路跨阻抗程控放大器用于将光电转换后的输入的多路电流信号转换为多路电压信号，并同时对电压信号进行斩波、检相、放大、滤波处理，并通过电子开关组将其送模数转换器进行A/D转换；

所述安装在待测样品处的温度传感器，将探测到的被测环境温度信号转换成电流信号，通过I/V变换器转换成电压模拟信号，经过电子开关组输入至模数转换器进行A/D转换；

所述模数转换器用于将多路跨阻抗程控放大器处理后得到的多路电压模拟信号转换成串行数字信号，同时也将I/V变换器转换成的电压模拟信号转换成数字信号，输入单片机；

所述单片机对接收到的数字电压信号进行数值滤波、浮点运算、对数运算后将得到的当前采集到的每一路的实时光功率数据以及温度数据输入计算机进行监测结果显示。

优选的，所述多通道光功率自动监测仪还包括光开关，所述光开关设置有两路光源输入和一路光源输出，两个不同波长的激光光源分别接入光开关的两路光源输入，光开关的一路光源输出接光耦合器后再接入待测样品；所述通过光开关对两个激光光源进行切换，可实现待测样品在两个不同波长下的监测。

多通道光功率自动监测仪的测试方法，其特征在于：将测试所需的波长的光源发射的光接入光耦合器，分成多路发射光，其中一路直接连到多通道光功率自动监测仪，形成参考路，剩余的多路光路通过被测样品的多路光通道进入多通道光功率自动监测仪； 

多路光电二极管即PIN管，将通过待测样品后获得的多路光信号变成多路电流信号，再通过多路程控跨阻抗放大器变成多路电压信号经过电子开关组输入至模数转换器进行A/D转换，得到和多路光信号成正比的多路数字信号，然后经单片机进行数值滤波、浮点运算、对数运算处理，得到光功率的对数（dBm）形式，同时单片机发送控制信号设定各程控放大器的量程并控制模数转换器的A/D转换过程；同时，所述温度传感器将测试环境的温度信号转换成电流信号，通过I/V变换器转换成电压，经过电子开关组输入至模数转换器进行A/D转换后输入单片机处理；单片机将处理好的多路各通道的实时光功率数据和单路温度数据通过RS232接口送至计算机进行后续处理，再用软件实时显示出来。

优选的，在光耦合器前再设置一个光开关作为前置单元，通过光开关同时连接两个不同波长的激光光源，所述光开关的一路输出至光耦合器，通过光开关的切换可以实现对激光光源的输入波长进行选择转换。

本发明可带来以下有益效果：

本发明的多通道光功率自动监测仪，有效地解决了多芯光缆以及多路分支器件的机械和环境试验的自动监测问题，同时增加了光开关和温度传感器，实现了双波长实时切换以及温度实时显示的功能。系统的稳定度在短时间优于0.01dB，长时间优于0.02dB。

   且，与现有技术相比较，本发明通过参考光路的引入，稳定性和精度更高，是一种能做到实时显示的高效高精度监测仪。

附图说明

图1：本发明的测试系统组成框图

图2：本发明一个优选实施例的多路光功率自动监测仪原理框图

图3：系统在短时间（15min）稳定度实测图