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光功率計自動測試系統(tǒng)設計

光功率計是現(xiàn)代光通信中*基本的光纖調試儀器。隨著寬帶通信技術的快速發(fā)展，通信網(wǎng)絡中大量使用光纖作為傳輸介質，因此光功率計也就越來越多地被應用于科研、生產(chǎn)的各個部門。對于計量檢測部門而言，每年都要計量大量的光功率計，然而傳統(tǒng)的計量方法耗時長、效率低，計量的準確性也極易受人為操作的影響。在這里我們介紹一套*新研制的光功率計自己調試系統(tǒng)，具有調試準確性高、投資省、自己化程度高等特點。

1 傳統(tǒng)光功率計的調試方法
傳統(tǒng)的光功率計調試框圖如圖1所示。
所用調試原理為比較法。首先將光衰減器與標準光功率計連接起來，調試光從光源發(fā)出，經(jīng)過衰減器后被標準光功率計讀出的數(shù)值為標稱值。接著將光纖從標準光功率計上取下切換到待測光功率計上，再測量待測光功率計讀出的數(shù)值，該值為實測值。調試完**個光功率下的數(shù)值后，調節(jié)光衰減器使輸出光功率為下一值，重復以上步驟進行下一次調試。待所有光功率量程都測完后，通過計算待測光功率計的相對誤差對其進行標定。計量評定標準是：相對誤差在±10%以內(nèi)，待測光功率計標定為合格，超過這一范圍則為限用，需重新校準后才能使用。
調試時必須注意兩點：①用光纖連接光器件時，盡量旋緊光接頭以避免由于接入損耗而降低測量的準確性；②為了將調試誤差降至*低，在每一次光功率的調試過程中，需采用平均值調試法，即在相同光功率下進行多次的重復調試，然后去掉一個*大值和一個*小值，再將其它數(shù)值取平均即為該光功率下*終的調試數(shù)值。
采用以上方法進行實際調試時，調節(jié)光衰減器、切換光纖、記錄調試數(shù)據(jù)、計算相對誤差等均需手工完成，工作效率低下。在調試過程中由于不斷地進行光纖的切換工作，使得接入損耗嚴重影響調試的準確性。雖然調試人員可以旋緊光接頭以降低接入損耗，但由于光信號本身非常弱，將光纖反復多次地插入和拔出，會造成接入損耗有很大不同，直接降低調試的準確性。
經(jīng)過以上分析發(fā)現(xiàn)，造成工作效率低下和調試準確性低的主要原因是由于所有的調試工作均需人工完成。解決這一問題的*好辦法就是采用計算機進行自己化調試。新的自己調試系統(tǒng)框圖如圖2所示。
2 自己調試系統(tǒng)硬件設計
使用計算機進行自己操控時，在滿足功能的前提下應該*大限度地利用計算機現(xiàn)有的資源。這樣，一方面可以充分發(fā)揮計算機的作用，另一方面也可以節(jié)省另外制作操控板卡所需的資金、器材、時間和人力。
在這套自己調試系統(tǒng)中，光衰減器帶有串行接口，可直接與計算機通信。待測光功率計中，較新的帶有串行接口和GPIB接口，老一些的只有GPIB接口。為了滿足兼容性和自己操控的要求，增加了一塊基于計算機總線的GPIB接口卡，通過該卡操控待測光功率計。標準光功率計自帶串行和GPIB兩種接口，可通過任意一個接口與計算機通信。由于計算機上有兩個串行接口，因此可分別通過這兩個接口操控光衰減器和標準光功率計。為了解決接入損耗問題，系統(tǒng)增加了一個1×2 的光開關。光開關的作用就是在計算機的操控下，自己切換光纖，將接入損耗的影響降至*低，類似于電子開關在電路切換中所起的作用。我們利用計算機的并行接口對光開關進行操控。
光開關采用電壓操控方式，需自制一塊操控卡，利用計算機的并行接口進行操控。操控卡的電路如圖3所示。光開關由計算機的并口發(fā)操控信號進行驅動，即從計算機并口378H的"0"、"1"兩端發(fā)送高低電平信號，使得操控電路A、B兩端的電壓交替變化，達到光開關自己動作的目的。當"0"端為高電位時，三極管Q3、Q4導通，Q1、Q2截止；同時"1"端為低電位，Q5、Q6導通，Q7、Q8截止，這樣就構成了導通回路+12V→Q6→B→A→Q3→GND，則光開關向右運動。同理，"0"端為低電位而"1"端為高電位時，光開關向左運動。二極管 D1～D4為保護二極管，可避免光開關中的感性元件在極性切換時造成反向電壓而損壞功率三極管。

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