[发明专利]用于光纤水听器传感阵列的光功率自动控制装置

说明书

本发明提供了一种用于光纤水听器传感阵列的光功率自动控制装置，包括若干可调光功率衰减器、步进控制板和核心控制板，其中，所述步进控制板用于采集所述可调光功率衰减器的反馈电压并发送至所述核心控制板，还用于控制所述可调光功率衰减器调节光功率衰减；所述核心控制板用于接收所述光纤水听器传感阵列的光功率值，并计算补偿功率值，还用于根据所述补偿功率值以及接收到的所述可调光功率衰减器的反馈电压计算所述可调光功率衰减器的调节步数，并发送至所述步进控制板。该光功率自动控制装置通过核心控制板计算补偿功率值和光衰减器调整的衰减值，实时调节在光纤水听器传感链路上由于环境温度、振动、插损等变化引起的光功率变化。

技术领域

本发明涉及光纤水听器阵列相关技术领域，尤其涉及一种用于光纤水听器传感阵列的光功率自动控制装置。

背景技术

光纤水听器是利用光纤传感技术，将声信号加载到光干涉的相位信息上，具有灵敏度高、传输距离远、动态范围大、抗电磁干扰能力强，易于大规模复用等优点。近年来，光纤水听器在工程应用中得到广泛推广，在岸基探测、拖曳探测阵列、潜用舷侧探测阵列中都有使用，取得较好的应用结果。

实际应用中，传输光路所处外部环境(例如应力、温度)的不稳定、光纤活动连接处多次插拔的不一致性、波分复用(WDM)系统中级联光放大器增益不均衡的积累效应等因素，会使各通道的光纤水听器干涉光强存在波动。当某一通道的干涉光强过大时，探测电路的输出将超过光电探测器或模数转换芯片的量程，使干涉信号出现饱和失真；光强过小时，探测电路中信号信噪比低，解调后的相位噪声将明显增加，因此，需要对各通道的光功率进行控制。声信号的预处理设备需要高精度、稳定采集水声信号，在工作过程中能够自动补偿光功率的变化，降低光功率变化对水声信号预处理结果的影响，光功率自动控制装置是声信号预处理设备光纤水听器传感阵列全自动化解调的关键装置。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题的光功率自动控制装置。具体地，本发明提供能够实时调节光纤水听器传感链路中由于环境温度、针对、插损等变化而引起的光功率变化的光功率自动控制装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于光纤水听器传感阵列的光功率自动控制装置，所述光功率自动控制装置包括若干可调光功率衰减器、步进控制板和核心控制板，其中，若干所述可调光功率衰减器均与所述步进控制板通信连接，所述步进控制板与所述核心控制板通信连接，所述步进控制板用于采集所述可调光功率衰减器的反馈电压并发送至所述核心控制板，还用于控制所述可调光功率衰减器调节光功率衰减；所述核心控制板用于接收所述光纤水听器传感阵列的光功率值，并计算补偿功率值，还用于根据所述补偿功率值以及接收到的所述可调光功率衰减器的反馈电压计算所述可调光功率衰减器的调节步数，并发送至所述步进控制板。

其中，所述核心控制板包括微控制器模块和第一通信模块，所述第一通信模块用于将所述微控制器模块与所述步进控制板通信连接，所述微控制器模块用于计算所述补偿功率值以及计算所述可调光功率衰减器的调节步数。

其中，所述补偿功率值为所述光纤水听器传感阵列的当前光功率值与预设光功率阈值的差值。

其中，所述可调光功率衰减器为步进电机式光衰减器，所述可调光功率衰减器的调节步数与所述可调光功率衰减器的调节电压呈比例关系。

其中，所述可调光功率衰减器的调节步数与所述可调光功率衰减器的调节电压之间的关系为0.05V/8步。

其中，所述步进控制板包括ADC模块、FPGA模块、功放模块和第二通信模块，其中，所述ADC模块与所述可调光功率衰减器通信连接，用于采集所述可调光功率衰减器的反馈电压，并发送至所述FPGA模块；所述FPGA模块通过所述第二通信模块与所述核心控制板通信连接，用于将采集的所述可调光功率衰减器的反馈电压通过所述第二通信模块发送至所述核心控制板，还用于接收所述核心控制板发送的所述可调光功率衰减器的调节步数，并通过所述功放模块控制所述可调光功率衰减器调节光功率衰减。