專利名稱：一種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種程控式衰減器，屬于光通信領(lǐng)域，特別是一種基于可調(diào)式衰減模塊的、帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器。
背景技術(shù)：
隨著光通信的迅猛發(fā)展，光模塊的需求日益增長(zhǎng)，而在光模塊的生產(chǎn)當(dāng)中，光衰減器是必不可少的檢測(cè)及調(diào)試設(shè)備。在生產(chǎn)當(dāng)中，光衰減器在測(cè)試靈敏度、飽和光功率、接收光功率校準(zhǔn)等測(cè)試中起到重要作用。隨著自動(dòng)化生產(chǎn)的推行，大家現(xiàn)在需要用到帶有程控接口的光衰減器，已經(jīng)不再使用手工操作的機(jī)械式光衰減器?，F(xiàn)在市面上銷(xiāo)售的程控光衰減器從大的類型上面分為兩種，一種是微型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)濾波片的方式，這種光衰減器是比 較老的設(shè)計(jì)，現(xiàn)在還在大量使用，這種類型光衰減器的最大問(wèn)題是反映速度慢，故障率比較高，由于采用的是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其速度提高程度有限，而電動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械的方式來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)濾波片，受到溫度、振動(dòng)等環(huán)境影響比較大，使用在生產(chǎn)當(dāng)中容易產(chǎn)生故障；另外一種是使用可調(diào)衰減模塊來(lái)做的程控光衰減器，這種光衰減器的反應(yīng)速度非常快，可以提高生產(chǎn)的效率，而且故障率非常低，維護(hù)方便。但在現(xiàn)有技術(shù)中，基于可調(diào)衰減模塊的程控光衰減器一般都采用開(kāi)環(huán)控制可調(diào)衰減模塊的方式，其電路結(jié)構(gòu)中包括可調(diào)衰減模塊及其配套驅(qū)動(dòng)電路、程控接口電路以及微處理芯片。其工作原理是微處理芯片通過(guò)程控接口電路接收程序發(fā)出的指令，指令中包括需要衰減器輸出的光功率值，微處理芯片處理該指令后輸出相應(yīng)控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路接收微處理芯片經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供的控制指令，提供相應(yīng)的輸入電壓或電流給可調(diào)衰減模塊，可調(diào)衰減模塊在接收到電壓或電流信號(hào)后，對(duì)自身的衰減值做出調(diào)整，輸出合適的光功率值。其中每一個(gè)衰減值對(duì)應(yīng)一個(gè)控制電壓或者電流，衰減值與控制電壓或電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系表在微處理芯片中預(yù)先存儲(chǔ)，在接收到程序指令后，微處理芯片通過(guò)查表的方式或者通過(guò)一個(gè)計(jì)算公式，將衰減值和控制電壓或者電流對(duì)應(yīng)起來(lái)。當(dāng)程序需要將衰減器設(shè)置到某一個(gè)衰減值的時(shí)候，微處理芯片就查詢或者計(jì)算出可調(diào)衰減模塊需要的電流或者電壓，然后使用該電壓或者電流控制其驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)可調(diào)衰減模塊調(diào)整自身衰減值以輸出程序需要的光功率值。上述這種開(kāi)環(huán)控制方法的缺點(diǎn)是可調(diào)衰減模塊對(duì)于不同的波長(zhǎng)比較敏感，每一個(gè)波長(zhǎng)需要對(duì)應(yīng)一個(gè)查詢表或者公式，而且在同一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，光源的波長(zhǎng)也不會(huì)完全相同，所以不同的光源有可能發(fā)現(xiàn)衰減的線性度差別比較大，最終導(dǎo)致實(shí)際調(diào)整輸出的光功率值與所需的理想光功率值誤差較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中程控衰減器由于采用開(kāi)環(huán)控制、從而造成衰減器調(diào)整輸出的光功率值與所需的理想光功率值誤差較大的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，通過(guò)采用閉環(huán)控制的方法，使衰減器能夠輸出更精確的光功率值。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，電路結(jié)構(gòu)中包括帶有光源輸入端及輸出端的可調(diào)衰減模塊及配套驅(qū)動(dòng)電路、以及程控接口電路，在可調(diào)衰減模塊的輸出端增設(shè)由光信號(hào)檢測(cè)及處理模塊、以及存儲(chǔ)有預(yù)設(shè)光功率值及配套比較及計(jì)算程序的MCU組成的光功率調(diào)整模塊，光功率檢測(cè)及處理模塊的輸出端與MCU的信號(hào)輸入端連接，MCU的受控端與程控接口電路連接、控制輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的受控端連接。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)采用閉環(huán)控制的方法，使衰減器能夠輸出更精確的光功率值，應(yīng)用到光模塊的自動(dòng)化生產(chǎn)線上時(shí)，能夠大大提高光模塊的生產(chǎn)效率，并且其制造成本低，為光模塊的生產(chǎn)廠家節(jié)約了大量生產(chǎn)成本。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖I是本實(shí)用新型的電路原理框圖。附圖中，I代表可調(diào)衰減模塊，1-1代表驅(qū)動(dòng)電路，2代表程控接口電路，3代表MCU，4代表光功率檢測(cè)及處理模塊，4-1代表光分路器，4-2代表光電二極管，4-3代表對(duì)數(shù)放大器，圖I中，粗箭頭代表的是光纖信號(hào)走向。
具體實(shí)施方式
一種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，電路結(jié)構(gòu)中包括帶有光源輸入端及輸出端的可調(diào)衰減模塊I及配套驅(qū)動(dòng)電路1-1、以及程控接口電路2，在可調(diào)衰減模塊I的輸出端增設(shè)由光功率檢測(cè)及處理模塊4、以及存儲(chǔ)有預(yù)設(shè)光功率值及配套比較及計(jì)算程序的MCU3組成的光功率調(diào)整模塊，光功率檢測(cè)及處理模塊4的輸出端與MCU3的信號(hào)輸入端連接，MCU3的受控端與程控接口電路2連接、控制輸出端與驅(qū)動(dòng)電路1-1的受控端連接。上述的光功率檢測(cè)及處理模塊4的電路結(jié)構(gòu)中包括設(shè)置在可調(diào)衰減模塊I輸出端的帶有兩路輸出的光分路器4-1、設(shè)置在光分路器4-1其中一路輸出端的光電二極管4-2、以及與光電二極管4-2的電流輸出端連接的對(duì)數(shù)放大器4-3，對(duì)數(shù)放大器4-3的電壓輸出端與MCU3的信號(hào)輸入端連接。上述的驅(qū)動(dòng)電路是電壓驅(qū)動(dòng)電路或電流驅(qū)動(dòng)電路。上述的MCU3的控制輸出端設(shè)置有D/A轉(zhuǎn)換器、信號(hào)輸入端設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器。上述的對(duì)數(shù)放大器4-3的芯片型號(hào)是MAX4206。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)是光源由光衰減器的的輸入口輸入到可調(diào)衰減模塊1，然后通過(guò)一個(gè)光分路器4-1,光分路器4-1的一端直接輸出，另外一端輸入到光電二極管4-2里面，光電二極管4-2接收光產(chǎn)生光電流輸入到對(duì)數(shù)放大器4-3，對(duì)數(shù)放大器4-3將光電流轉(zhuǎn)換為電壓，該電壓輸入到MCU3的帶有A/D轉(zhuǎn)換器的管腳，對(duì)該電平進(jìn)行檢測(cè)，MCU3的帶有D/A的控制腳用來(lái)控制電流或電壓式的驅(qū)動(dòng)電路1-1來(lái)驅(qū)動(dòng)可調(diào)衰減模塊I。MCU3的受控端連接程控接口電路2。本實(shí)用新型的工作原理是程控接口電路2通過(guò)程序下發(fā)一個(gè)需求光功率值的命令，該光功率值不是衰減值，而是光衰減器的輸出光功率值，假如我們使用的光分路器4-1分路比是50 50,也就是說(shuō)，光衰減器輸出的光功率和光電ニ極管4-2接收到的光功率是相同的，那么該光功率值對(duì)應(yīng)的光電流大小我們可以計(jì)算出來(lái)，該電流通過(guò)對(duì)數(shù)放大器4-3以后輸出的電壓值我們也可以通過(guò)理論計(jì)算出。得到需求光功率的指令以后，MCU3開(kāi)始檢測(cè)對(duì)數(shù)放大器4-3的輸出電壓，由于衰減器已經(jīng)知道需求光功率和該電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以MCU3的帶有A/D轉(zhuǎn)換器的管腳開(kāi)始檢測(cè)對(duì)數(shù)放大器4-3的輸出電壓，將該電壓和MCU3中存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值比較，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)值有差別的時(shí)候，通過(guò)帶有D/A的控制腳將驅(qū)動(dòng)電路1-1輸出的驅(qū)動(dòng)電流或電壓改變，使從而使對(duì)數(shù)放大器4-3的輸出電壓值達(dá)到預(yù)設(shè)值。當(dāng)兩個(gè)電壓值相等的時(shí)候，我們認(rèn)為光電ニ極管4-2的接收光功率和程序的需求光功率是相同的，那么光衰減器的輸出也是和需求光功率相同的。本實(shí)用新型中，采用光電ニ極管4-2的主要目的是，由于光電ニ極管4-2對(duì)于不同波長(zhǎng)的光響應(yīng)度有區(qū)別，但是這是ー個(gè)恒定的比例關(guān)系，光電ニ極管4-2的相應(yīng)曲線平移ー下即可，不用每ー個(gè)波長(zhǎng)定義一個(gè)計(jì)算公式或者是查找表。本實(shí)用新型中還存在以下兩個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)第一點(diǎn)本實(shí)用新型中使用了對(duì)數(shù)放大器4-3，原因是光模塊生產(chǎn)的時(shí)候，需要光衰減器的輸出光功率范圍是比較寬的，比如從-50dBm OdBm，達(dá)到50dB，這么寬的光功率范圍，如果將光電流直接轉(zhuǎn)換為電壓輸入到MCU，由于光電ニ極管4-2對(duì)光的轉(zhuǎn)換是線性的關(guān)系，那么轉(zhuǎn)換的電壓范圍最小值和最大值之間相差10萬(wàn)倍，這對(duì)于任何A/D轉(zhuǎn)換器都是非常難處理的，而我們使用對(duì)數(shù)放大器4-3，可以將這么寬范圍的電流，轉(zhuǎn)換為O 2. 5V的電壓，使用ー個(gè)普通的A/D轉(zhuǎn)換器便能處理。第二點(diǎn)光分路器4-1不一定需要分路比完全相同的，只要我們知道兩路之間的差別，最后將固定偏差計(jì)算進(jìn)去就可以了，比如光電ニ極管4-2接收的光功率比輸出光功率小3dB，那么在生產(chǎn)的時(shí)候固定到程序里面就可以了。權(quán)利要求1.一種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，電路結(jié)構(gòu)中包括帶有光源輸入端及輸出端的可調(diào)衰減模塊(I)及配套驅(qū)動(dòng)電路(1-1)、以及程控接ロ電路(2)，其特征在于在可調(diào)衰減模塊(I)的輸出端增設(shè)由光功率檢測(cè)及處理模塊(4)、以及存儲(chǔ)有預(yù)設(shè)光功率值及配套比較及計(jì)算程序的MCU (3)組成的光功率調(diào)整模塊，光功率檢測(cè)及處理模塊(4)的輸出端與MCU (3)的信號(hào)輸入端連接，MCU (3)的受控端與程控接ロ電路(2)連接、控制輸出端與驅(qū)動(dòng)電路(1-1)的受控端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，其特征在于所述的光功率檢測(cè)及處理模塊(4)的電路結(jié)構(gòu)中包括設(shè)置在可調(diào)衰減模塊(I)輸出端的帶有兩路輸出的光分路器(4-1)、設(shè)置在光分路器(4-1)其中一路輸出端的光電ニ極管(4-2 )、以及與光電ニ極管(4-2 )的電流輸出端連接的對(duì)數(shù)放大器(4-3 )，對(duì)數(shù)放大器(4-3 )的電壓輸出端與MCU (3)的信號(hào)輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電路是電壓驅(qū)動(dòng)電路或電流驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，其特征在于所述的MCU (3)的控制輸出端設(shè)置有D/A轉(zhuǎn)換器、信號(hào)輸入端設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，其特征在于所述的對(duì)數(shù)放大器(4-3)的型號(hào)是MAX42062。
專利摘要一種帶有光功率輸出自調(diào)整功能的程控式衰減器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中程控衰減器由于采用開(kāi)環(huán)控制、從而造成衰減器調(diào)整輸出的光功率值與所需的理想光功率值誤差較大的技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，電路結(jié)構(gòu)中包括帶有光源輸入端及輸出端的可調(diào)衰減模塊及配套驅(qū)動(dòng)電路、以及程控接口電路，在可調(diào)衰減模塊的輸出端增設(shè)由光信號(hào)檢測(cè)及處理模塊、以及存儲(chǔ)有預(yù)設(shè)光功率值及配套比較及計(jì)算程序的MCU組成的光功率調(diào)整模塊。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)采用閉環(huán)控制的方法，使衰減器能夠輸出更精確的光功率值，應(yīng)用到光模塊的自動(dòng)化生產(chǎn)線上時(shí)，能夠大大提高光模塊的生產(chǎn)效率，并且其制造成本低，為光模塊的生產(chǎn)廠家節(jié)約了大量生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H03H11/24GK202424648SQ201120550630
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者李遠(yuǎn)謀, 王彥偉, 王志波, 鄧永堅(jiān) 申請(qǐng)人:深圳市共進(jìn)電子股份有限公司