專利名稱：模塊化多功能光纖測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
模塊化多功能光纖測試儀技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及光通信領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化多功能光纖測試儀。
背景技術(shù)：
[0002]光纖跟普通的網(wǎng)線一樣，也會有信號衰減的情況。網(wǎng)線主要是因為距離的原因?qū)е滦盘柕乃p，而對于光纖來說，則主要是不恰當(dāng)?shù)氖褂盟斐傻?。光纖如果被拉伸或者彎曲的太厲害，就有可能會引起纖芯裂開，會有小裂縫，光線會進(jìn)行散射，導(dǎo)致信號衰減。另外如果光纖彎曲的角度太大，則就會改變光纖接觸到纖芯-覆層交界處的入射角，這就會使得入射角小于全反射角的臨界角，在彎曲處某些光信號是不能夠被反射的，而是折射進(jìn)入到了覆蓋層直接損失掉了。因此，為了盡可能地減小光纖的衰減，需要在安裝前后對光纖進(jìn)行測試。[0003]目前，光纖測試行業(yè)都使用多個獨立的測試設(shè)備來組建測試環(huán)境，比如光功率計、 光源、光衰減器等測試設(shè)備。測試時，將光源設(shè)備的輸出端與光衰減器設(shè)備的輸入端相連， 待測光纖連接在光衰減器設(shè)備的輸出端上，光功率計設(shè)備與待測光纖相連。然而，通過多個獨立的測試設(shè)備所搭建的測試環(huán)境，由于每個獨立的測試設(shè)備自帶的控制芯片自成一個系統(tǒng)，相互獨立且相互之間難以實現(xiàn)精確同步地協(xié)同工作，因此在實際測量時，需要通過人工計算的方式來完成待測光纖的測試。即通過光源設(shè)備顯示的光功率值減去光衰減器設(shè)備顯示的光衰減值計算出輸入待測光纖的理想光功率值，然后再將該理想光功率值與光功率計設(shè)備顯示的實測光功率值進(jìn)行比較，由此來判斷光纖安裝是否成功?？梢妭鹘y(tǒng)光纖測試需要大量依賴于人工計算和判斷，自動化程度較差，這不僅影響結(jié)果的準(zhǔn)確性(如因人為計算誤差或因光源的穩(wěn)定度發(fā)生變化所導(dǎo)致的讀數(shù)誤差等)，且加大了測試人員的工作量。另外，多個獨立的測試設(shè)備各自獨立分散，需要多個獨立的機(jī)箱、電源、多個獨立的控制芯片和多個獨立控制電路等等，這些相同部件的無謂重復(fù)，既使得所搭建測試環(huán)境的效率降低而成本增加，也讓其占用空間變大而不便于攜帶和野外使用。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種模塊化多功能光纖測試儀，該測試儀將多個測試設(shè)備的功能合成一體，提高測試設(shè)備性價比與利用率，減少測試環(huán)境的空間。[0005]為解決上述問題，本實用新型所設(shè)計的一種模塊化多功能光纖測試儀，其主要由主控模塊、功率計模塊、光源模塊和衰減模塊組成。其中[0006]主控模塊包括控制單元、顯示單元、按鍵單元、功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和電平驅(qū)動單元。控制單元的4個輸出端分別連接顯示單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和電平驅(qū)動單元；控制單元的3個輸入端分別連接功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和按鍵單元。電平驅(qū)動單元的輸出端分別連接功率計選通單元、光源選通單元和衰減選通單元的控制端。[0007]功率計模塊包括功率計選通單元、對數(shù)放大單元和功率計探頭；功率計探頭輸出端連接對數(shù)放大單元的輸入端，對數(shù)放大單元的輸出端經(jīng)選通單元與功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接。[0008]光源模塊包括光源選通單元、光源調(diào)理單元和激光器；光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端經(jīng)光源選通單元與光源調(diào)理單元的輸入端連接，光源調(diào)理單元的輸出端連接激光器的輸入端；激光器的反饋端依次經(jīng)由光源調(diào)理單元和光源選通單元與光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接。[0009]衰減模塊包括衰減選通單元、衰減調(diào)理單元和電可調(diào)衰減器；衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端經(jīng)衰減選通單元與衰減調(diào)理單元的輸入端連接，衰減調(diào)理單元的輸出端連接電可調(diào)衰減器的輸入端。[0010]光源模塊的激光器輸出端通過光纖與衰減模塊的電可調(diào)衰減器輸入端連接。[0011]上述方案中，所述控制單元最好還經(jīng)過現(xiàn)場可編程門陣列與功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元相連。[0012]上述方案中，所述控制單元最好為ARM處理器。[0013]上述方案中，所述控制單元最好還與上位機(jī)相連。[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型將多個光通信測試設(shè)備模塊化，并集成到一個設(shè)備中，完成各個功能模塊之間的協(xié)同控制；采用虛擬儀器技術(shù)，利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成光纖測試的應(yīng)用；既實現(xiàn)了光纖測試的全自動化、提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性降低了安裝工人的工作量，又提升了設(shè)備的效率、降低了設(shè)備成本、提高了設(shè)備的性價比；還極大的簡化設(shè)備的構(gòu)成、減少了空間的占用率，使設(shè)備更適于攜帶和使用。


[0015]圖I為一種模塊化多功能光纖測試儀的原理框圖。
具體實施方式
[0016]參見圖1，一種模塊化多功能光纖測試儀，主要由主控模塊、功率計模塊、光源模塊和衰減模塊組成。主控模塊包括控制單元、顯示單元、按鍵單元、功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和電平驅(qū)動單元?？刂茊卧?個輸出端分別連接顯示單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和電平驅(qū)動單元。控制單元的3個輸入端分別連接功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和按鍵單元。電平驅(qū)動單元的輸出端分別連接功率計選通單元、光源選通單元和衰減選通單元的控制端。功率計模塊包括功率計選通單元、對數(shù)放大單元和功率計探頭。功率計探頭輸出端連接對數(shù)放大單元的輸入端，對數(shù)放大單元的輸出端經(jīng)選通單元與功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接。光源模塊包括光源選通單元、光源調(diào)理單元和激光器。光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端經(jīng)光源選通單元與光源調(diào)理單元的輸入端連接，光源調(diào)理單元的輸出端連接激光器的輸入端。激光器的反饋端依次經(jīng)由光源調(diào)理單元和光源選通單元與光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接。衰減模塊包括衰減選通單元、衰減調(diào)理單元和電可調(diào)衰減器。衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端經(jīng)衰減選通單元與衰減調(diào)理單元的輸入端連接，衰減調(diào)理單元的輸出端連接電可調(diào)衰減器的輸入端。上述各個單元之間的連接全部采用導(dǎo)線電連接，僅光源模塊的激光器輸出端通過光纖與衰減模塊的電可調(diào)衰減器輸入端連接。電可調(diào)衰減器的輸出端即為本實用新型模塊化多功能光纖測試儀的輸出端，功率計探頭的輸入端即為本實用新型模塊化多功能光纖測試儀的輸入端。[0017]在本實用新型中，所述控制單元可以選用常用的單片機(jī)，如STC或51系列單片機(jī)等，考慮到ARM處理器具有性能高、成本低、能耗省和適于嵌入式控制的特點，在本實用新型優(yōu)選實施例中，所述控制單元選用ARM處理器。為了實現(xiàn)功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元之間的通道控制，在本實用新型優(yōu)選實施例中，所述控制單元經(jīng)過現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)與功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元相連。[0018]在進(jìn)行光纖測試是，將待測光纖的輸入端連接在電可調(diào)衰減器的輸出端上，待測光纖的輸出端則與功率計探頭的輸入端連接。主控模塊利用時鐘同步技術(shù)將各個模塊進(jìn)行時間上的同步，并對各個模塊進(jìn)行控制與調(diào)配，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制。FPGA完成高速模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換的通道控制及數(shù)據(jù)緩存。整個測試流程如下所示[0019]I)系統(tǒng)上電初始化。[0020]2)主控模塊讀取用戶通過按鍵單元輸入的設(shè)置值；此設(shè)置值為用戶的測試內(nèi)容， 包含光源功率輸出值、衰減器衰減量以及測試選項。[0021]3)主控模塊將光源功率輸出值和衰減器衰減量傳送給FPGA的緩沖區(qū)。[0022]4)主控模塊通知FPGA測試開始，并通過電平驅(qū)動單元輸出DO數(shù)字信號選通光源模塊。FPGA開始輸出光源功率值的D/A轉(zhuǎn)換，將設(shè)定的光源功率輸出值經(jīng)過光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元送至光源模塊。光源調(diào)理單元中的電壓鎖存器將D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)電壓鎖存起來，并通過光源調(diào)理單元中的APC、ATC控制電路單元控制激光器發(fā)出激光。光源模塊的工作過程中，激光器的反饋端還將激光器實時輸出功率通過光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元返回至主控模塊，并通過顯示模塊進(jìn)行顯示。[0023]5)主控模塊通過電平驅(qū)動單元輸出DO數(shù)字信號選通衰減器模塊，并通知FPGA開始輸出衰減器衰減量的D/A轉(zhuǎn)換，將設(shè)定的衰減值經(jīng)過衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元送至衰減模塊。 衰減模塊中的衰減調(diào)理模塊的電壓鎖存器同樣將D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)電壓鎖存起來，來控制電可調(diào)衰減器的衰減量。[0024]6)主控模塊通過電平驅(qū)動單元輸出DO數(shù)字信號選通光功率計模塊，光功率模塊中功率計探頭將光信號轉(zhuǎn)化成光電流，再通過對數(shù)放大單元得到相應(yīng)的電壓信號，此電壓信號送至功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，主控模塊讀取A/D采樣數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到相應(yīng)的功率值。[0025]7)測試結(jié)果運算，主控模塊根據(jù)用戶輸入的測試選項，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運算達(dá)到其測試結(jié)果顯示在顯示單元上。[0026]本實用新型不僅限于上述實施例，為了實現(xiàn)更為豐富的測試功能，所述主控模塊還可以與其他光纖測試功能模塊如回?fù)p模塊相連。而為了實現(xiàn)對模塊化多功能光纖測試儀更為豐富的控制，所述控制單元還可與上位機(jī)相連。權(quán)利要求1.模塊化多功能光纖測試儀，其特征在于主要由主控模塊、功率計模塊、光源模塊和衰減模塊組成；其中 主控模塊包括控制單元、顯示單元、按鍵單元、功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和電平驅(qū)動單元；控制單元的4個輸出端分別連接顯示單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和電平驅(qū)動單元；控制單元的3個輸入端分別連接功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和按鍵單元； 電平驅(qū)動單元的輸出端分別連接功率計選通單元、光源選通單元和衰減選通單元的控制端； 功率計模塊包括功率計選通單元、對數(shù)放大單元和功率計探頭；功率計探頭輸出端連接對數(shù)放大單元的輸入端，對數(shù)放大單元的輸出端經(jīng)選通單元與功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接； 光源模塊包括光源選通單元、光源調(diào)理單元和激光器；光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端經(jīng)光源選通單元與光源調(diào)理單元的輸入端連接，光源調(diào)理單元的輸出端連接激光器的輸入端；激光器的反饋端依次經(jīng)由光源調(diào)理單元和光源選通單元與光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接； 衰減模塊包括衰減選通單元、衰減調(diào)理單元和電可調(diào)衰減器；衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端經(jīng)衰減選通單元與衰減調(diào)理單元的輸入端連接，衰減調(diào)理單元的輸出端連接電可調(diào)衰減器的輸入端； 光源模塊的激光器輸出端通過光纖與衰減模塊的電可調(diào)衰減器輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化多功能光纖測試儀，其特征在于所述控制單元經(jīng)過現(xiàn)場可編程門陣列與功率計模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、光源數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和衰減數(shù)模轉(zhuǎn)換單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化多功能光纖測試儀，其特征在于所述控制單元為ARM處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化多功能光纖測試儀，其特征在于所述控制單元還可與上位機(jī)相連。
專利摘要本實用新型公開一種模塊化多功能光纖測試儀，其主要由主控模塊、功率計模塊、光源模塊和衰減模塊組成。主控模塊的輸出端連接光源模塊和衰減模塊，主控模塊的輸入端連接功率計模塊和光源模塊。待測光纖的輸入端連接在電可調(diào)衰減器的輸出端上，待測光纖的輸出端則與功率計探頭的輸入端連接。本實用新型將多個測試設(shè)備的功能合成一體，提高測試設(shè)備性價比與利用率，減少測試環(huán)境的空間。
文檔編號G01M11/02GK202814682SQ20122043185
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者徐慶富 申請人:桂林銘瑤電子科技有限公司