[发明专利]一种双时钟错相位采样装置及其采样方法和光时域反射仪

说明书

本发明涉及光时域反射仪技术领域，尤其涉及一种双时钟错相位采样装置及其采样方法和光时域反射仪，所述双时钟错相位采样装置包括光信号接收模块，数据采样模块，以及控制模块，所述包括控制模块主控单元，第一时钟锁相环单元，第二时钟锁相环单元；所述第一时钟锁相环单元发出的采样信号的频率与第二时钟锁相环单元发出的电脉冲信号的频率不同；不同频率的采样信号和电脉冲信号能够形成不同的相位差；所述控制模块获取数据采样模块在不同相位差下的多组采样数据；即可大大提高光时域反射仪的分辨率，提高光路中事件点的定位精度。

技术领域

本发明涉及光时域反射仪技术领域，尤其涉及一种双时钟错相位采样装置及其采样方法和光时域反射仪。

背景技术

OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)通过向被测光纤发射光脉冲，检测光纤中返回的瑞利散射和菲涅尔反射数值，得到被测光纤的长度及损耗等物理特性。并借助数据分析功能，精确定位光路中的事件点及故障点。OTDR主要用于光缆工程施工和光缆线路维护工作，主要用途有测量光纤长度，分析链路损耗及故障定位。分辨率，亦可称之为1点分辨率，是指OTDR的数据采样间隔，它确定了背向散射曲线上的事件点的定位精度。

光时域反射仪在测试时，沿光纤长度方向以固定的间隔进行数据采样，采样间隔越短，采样数据点越多，意味着定位精度越高。分辨率的主要影响因素包括抽样距离，时基准确性，折射率设置等。

在光纤折射率一定的情况下，为提高分辨率，传统方法一般采用提高AD芯片的采样频率来实现，即使用高采样率的AD芯片，但高采样率的AD芯片成本高，且易受政治因素影响，国内供货困难。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种双时钟错相位采样装置及其采样方法和光时域反射仪，以解决现有的光时域反射仪提高其分辨率的方案成本高，且使用的高采样率的芯片供货困难的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种双时钟错相位采样装置，包括：光信号接收模块，用于接收从待测光纤返回的光信号，并将其转换为对应的电信号；数据采样模块，对所述光信号接收模块的电信号进行采样并转换为数字信号；以及设有主控单元、第一时钟锁相环单元、第二时钟锁相环单元、电脉冲发射单元的控制模块，所述第一时钟锁相环单元向数据采样模块发送第一时钟信号；所述第二时钟锁相环单元向电脉冲发射单元发送第二时钟信号，所述电脉冲发射单元根据第二时钟信号发送电脉冲信号至脉冲发生器；所述第一时钟信号的频率与第二时钟信号的频率不同；所述第二时钟信号的频率跟电脉冲信号的频率相同；其中，不同频率的第一时钟信号和电脉冲信号能够形成不同的相位差，所述控制模块获取数据采样模块在不同相位差下的多组采样数据。

本发明的更进一步优选方案是：所述控制模块还包括用于调整第一时钟锁相环单元、第二时钟锁相环单元使两者时钟同步的时钟校准单元。

本发明的更进一步优选方案是：所述控制模块还包括用于对获取的采样数据处理形成数组的数据处理单元。

本发明的更进一步优选方案是：所述主控单元为FPGA芯片，所述第一时钟锁相环单元、第二时钟锁相环单元、电脉冲发射单元、时钟校准单元和数据处理单元均设置于FPGA芯片中。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一时钟锁相环单元为分别与主控单元、时钟校准单元连接的时钟锁相环芯片；所述第二时钟锁相环单元为分别与主控单元、时钟校准单元连接的时钟锁相环芯片。

本发明的更进一步优选方案是：所述光信号接收模块包括用于接收从待测光纤返回的光信号的光检测器和放大器，所述光检测器将接收到的光信号转化为电信号并传输至放大器，电信号经所述放大器放大后传输至数据采样模块。