专利名称：一种消光比测量装置和方法
技术领域：
本发明属于光通信领域，尤其涉及一种对光�？橄獗冉胁饬康淖爸煤头椒�。
背景技术：
光通信网络连接到用户终端的接入网，按照是否接入了有源器件可分为 AON (Active Optical Network,有源光网络)PON (Passive Optical Network,无源光网络)。由于PON具有维护简便，便于安装和拓展的特点，得到了广泛的使用，并成为了国际通信联盟的标准规范。光网络器件中收发光信号的部件叫做光�？�。光�？榈姆⒍擞幸桓鲋匾闹副辏� 叫做ER (Extinction Ratio，消光比)，所谓ER为光�？榉⒍朔⒙呒璉时的光功率Pl (即高光功率)和发逻辑O时的光功率PO (即低光功率)的比值，计算公式为ER=10*lg(Pl/P0)， 单位为dB。消光比体现的是光模块发O和发I时的信号区别度，消光比越高，说明表示I的光信号和表示O的光信号光功率差别越大，也就越容易被接收机区分出来，就越不容易产生误码。对于一个ER=13dB的光信号来说，PO只有Pl值的1/20，如果同时测量Pl和PO， 测量仪器的工作动态范围需要很宽，灵敏度高的同时又不易受到背景噪声的干扰。现有的测量ER的方法，一般都是利用示波器直接对光�？榈腅R进行测量。示波器的功能虽然强大，但其成本很高，对于一些只需要测量消光比值的简单应用来说，每一次测量都需要用到一个示波器，这在大规模工业生产时显得成本过于昂贵。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种能够低成本的实现对光�？榻邢獗鹊牟饬康淖爸�。本发明的第二个目的在于提供一种能够低成本实现对光模块进行消光比测量的方法。本发明的第一个目的通过以下的技术方案来完成一种消光比测量装置，包括 APD (Avalanche Photo Diode,雪崩光电二极管)、TIA (Trans-impedance Amplifier,跨阻放大器)、电容、电压监测器和MCU ；APD阳极与TIA输入端相连接，APD接收来自待测光�？榈墓庑藕牛⒔霉庑藕抛晃缌餍藕牛籘IA正相输出端连接电容一端，TIA将电流信号转换为差分电压信号，并由电容对该差分电压信号进行保持；电容另一端连接电压监测器输入端，电压监测器输出端连接MCU，电压监测器监测差分电压信号的大小并将结果发送到 MCU,由MCU按差分电压信号的大小根据查找表拟合出待测光�？榈南獗却笮�。进一步的，所述查找表，是利用消光比测量装置测量标准光�？榈玫讲罘值缪梗崩檬静ㄆ鞑饬勘曜脊饽？榈玫较獗龋詈蠼罘值缪购拖獗纫灰欢杂蟮玫健１痉⒚鞯牡诙瞿康耐ü韵录际醴桨咐创锏揭恢窒獗炔饬糠椒ǎㄒ韵虏街�
Si:形成查找表利用消光比测量装置测量标准光�？榈玫讲罘值缪梗崩檬静ㄆ鞑饬勘曜脊饽？榈玫较獗龋詈蠼罘值缪购拖獗纫灰欢杂ζ鹄矗玫讲檎冶恚�
52:测量待测光�？榈牟罘值缪估孟獗炔饬孔爸貌饬看夤饽？椋玫酱夤饽？榈牟罘值缪梗�
53:查找得到消光比MCU根据差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，该消光比即为待测光�？榈南獗取１痉⒚鞯挠幸嫘Ч谟诒痉⒚魇紫韧ü钟械氖静ㄆ饔氡痉⒚鞯南獗炔饬孔爸枚员曜脊饽？榻胁饬浚玫揭灰欢杂Φ牟罘值缪购拖獗鹊牟檎冶恚欢笤倮孟獗炔饬孔爸貌饬看夤饽？椋玫酱夤饽？榈牟罘值缪购螅貌檎冶淼玫较嘤Φ南獗龋徽庋南獗炔饬糠椒ㄖ恍枰谛纬刹檎冶淼牟街柚惺褂孟率静ㄆ鳎罄吹拇蠊婺Ｉ讨恍枰玫降统杀镜南獗炔饬孔爸茫虼松杀敬蟠蠼档停欣诠饽？樯炭刂瞥杀�。
图I为本发明具体实施例的形成查找表的装置�？槭疽馔�2为本发明具体实施例的消光比测量装置电路结构示意图3为本发明具体实施例的步骤流程图。
具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。同时本说明书中对替代特征的描述是对等同技术特征的描述，不得视为对公众的捐献。本说明书中用语若同时具有一般含义与本领域特有含义的，如无特殊说明，均定义为本领域特有含义。如图I所示，为本发明具体实施例的形成查找表的装置�？槭疽馔�。由于本发明的测量装置需要用到查找表，故需要先行形成查找表。标准光�？榈氖涑龆私庸馑ゼ跗魇淙攵耍馑ゼ跗魇涑龆私�2X2光分路器，光分路器一端输出端连接示波器输入端，光分路器另一端输出端连接消光比测量装置输入端，示波器输出端和消光比装置输出端同时连接到 MCU0这样连接之后，标准光�？榉⒊龉庑藕牛馑ゼ跗骺梢缘髡霉庑藕诺那慷龋源诵纬刹煌獗鹊墓庑藕牛还夥致菲髟蚪霉庑藕欧殖赏耆嗤牧铰罚宦贩⑺偷绞静ㄆ鳎墒静ㄆ鞫脸龅鼻暗南獗龋硪宦贩⑺偷较獗炔饬孔爸茫上獗炔饬孔爸枚脸龅鼻暗牟罘值缪梗籑CU同时接收当前的消光比和差分电压，并一一对应之后存储起来，形成差分电压和消光比相对应的查找表。如图2所示，为本发明具体实施例的消光比测量装置电路结构示意图。本发明的消光比测量装置由APD、TIA、电容和电压测量器组成。待测光�？榉⒊龉庑藕牛珹PD接收到这一光信号后，在APD的阳极生成与光信号强度成线性关系的电流信号，当然在安装APD的时候要注意在APD的阴极加上偏置电压从而保证APD的正常工作；TIA接收到这一电流信号后进行放大，得到差分电压信号；TIA的正相输出端连接电容一端，由电容对该差分电压进行保持处理；电容另一端连接电压监测器输入端，电压监测器读出该差分电压后，将该差分电压发送到MCU ；MCU则根据该差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，作为待测光�？榈南獗龋娲⑵鹄�。这个过程中，TIA的反相输出端可以依次另一个电容和一个匹配电阻，用于性能的扩展。本发明的电压监测器可以使用一般市场上常见的模数转换器，也可以购买专门的电压芯片，使用模数转换器成本更低。MCU也是市场常见的微处理器即可，模数转换器和MCU可以由集成了模数转换器的芯片提供，比如ADuC7020等。如图3所示，为本发明具体实施例的步骤流程图。具体来说，本发明的消光比测量方法由以下几个步骤组成S1:形成查找表首先调整光衰减器，使标准光�？榈墓庑藕盼骋幌獗龋倮孟獗炔饬孔爸貌饬勘曜脊饽？榈玫讲罘值缪梗崩檬静ㄆ鞑饬勘曜脊饽？榈玫较獗龋幼庞蒑CU记录差分电压和消光比，然后再调整光衰减器，重复记录，得到另一组差分电压和消光比，如此反复，最后将所有的差分电压和消光比一一对应起来，得到查找表；
52:测量待测光�？榈牟罘值缪估孟獗炔饬孔爸貌饬看夤饽？椋玫酱夤饽？榈牟罘值缪梗傻缪辜嗖馄鞫脸龈貌罘值缪购螅貌罘值缪狗⑺透鳰CU ；
53:查找得到消光比MCU根据差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，该消光比即为待测光�？榈南獗�。
权利要求
1.一种消光比测量装置，其特征在于包括APD、TIA、电容、电压监测器和MCU ；APD阳极与TIA输入端相连接，APD接收来自待测光�？榈墓庑藕牛⒔霉庑藕抛晃缌餍藕牛籘IA正相输出端连接电容一端，TIA将电流信号转换为差分电压信号，并由电容对该差分电压信号进行保持；电容另一端连接电压监测器输入端，电压监测器输出端连接MCU，电压监测器监测差分电压信号的大小并将结果发送到MCU，由MCU按差分电压信号的大小根据查找表拟合出待测光�？榈南獗却笮 �
2.根据权利要求I所述消光比测量装置，其特征在于所述查找表，是利用消光比测量装置测量标准光�？榈玫讲罘值缪梗崩檬静ㄆ鞑饬勘曜脊饽？榈玫较獗龋詈蠼罘值缪购拖獗纫灰欢杂蟮玫�。
3.一种消光比测量方法，其特征在于，包括以下步骤.51:形成查找表利用消光比测量装置测量标准光�？榈玫讲罘值缪梗崩檬静ㄆ鞑饬勘曜脊饽？榈玫较獗龋詈蠼罘值缪购拖獗纫灰欢杂ζ鹄矗玫讲檎冶恚�.52:测量待测光�？榈牟罘值缪估孟獗炔饬孔爸貌饬看夤饽？椋玫酱夤饽？榈牟罘值缪梗�.53:查找得到消光比MCU根据差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，该消光比即为待测光�？榈南獗�。
全文摘要
本发明首先通过现有的示波器与本发明的消光比测量装置对标准光模块进行测量，得到一一对应的差分电压和消光比的查找表；而后再利用消光比测量装置测量待测光�？椋玫酱夤饽？榈牟罘值缪购螅貌檎冶淼玫较嘤Φ南獗龋徽庋南獗炔饬糠椒ㄖ恍枰谛纬刹檎冶淼牟街柚惺褂孟率静ㄆ鳎罄吹拇蠊婺Ｉ讨恍枰玫降统杀镜南獗炔饬孔爸茫虼松杀敬蟠蠼档停欣诠饽？樯炭刂瞥杀�。
文档编号G01M11/02GK102607818SQ20121008741
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者胥嫏, 魏婧 申请人:成都优博创技术有限公司
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