专利名称：一种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种程控式衰减器，属于光通信领域，特别是一种基于可调式衰减模块的、带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器。
背景技术：
随着光通信的迅猛发展，光模块的需求日益增长，而在光模块的生产当中，光衰减器是必不可少的检测及调试设备。在生产当中，光衰减器在测试灵敏度、饱和光功率、接收光功率校准等测试中起到重要作用。随着自动化生产的推行，大家现在需要用到带有程控接口的光衰减器，已经不再使用手工操作的机械式光衰减器。现在市面上销售的程控光衰减器从大的类型上面分为两种，一种是微型电动机驱动滤波片的方式，这种光衰减器是比 较老的设计，现在还在大量使用，这种类型光衰减器的最大问题是反映速度慢，故障率比较高，由于采用的是电动机驱动，其速度提高程度有限，而电动机通过机械的方式来转动滤波片，受到温度、振动等环境影响比较大，使用在生产当中容易产生故障；另外一种是使用可调衰减模块来做的程控光衰减器，这种光衰减器的反应速度非常快，可以提高生产的效率，而且故障率非常低，维护方便。但在现有技术中，基于可调衰减模块的程控光衰减器一般都采用开环控制可调衰减模块的方式，其电路结构中包括可调衰减模块及其配套驱动电路、程控接口电路以及微处理芯片。其工作原理是微处理芯片通过程控接口电路接收程序发出的指令，指令中包括需要衰减器输出的光功率值，微处理芯片处理该指令后输出相应控制信号至驱动电路。驱动电路接收微处理芯片经数模转换器提供的控制指令，提供相应的输入电压或电流给可调衰减模块，可调衰减模块在接收到电压或电流信号后，对自身的衰减值做出调整，输出合适的光功率值。其中每一个衰减值对应一个控制电压或者电流，衰减值与控制电压或电流的对应关系表在微处理芯片中预先存储，在接收到程序指令后，微处理芯片通过查表的方式或者通过一个计算公式，将衰减值和控制电压或者电流对应起来。当程序需要将衰减器设置到某一个衰减值的时候，微处理芯片就查询或者计算出可调衰减模块需要的电流或者电压，然后使用该电压或者电流控制其驱动电路，由驱动电路驱动可调衰减模块调整自身衰减值以输出程序需要的光功率值。上述这种开环控制方法的缺点是可调衰减模块对于不同的波长比较敏感，每一个波长需要对应一个查询表或者公式，而且在同一个波长范围内，光源的波长也不会完全相同，所以不同的光源有可能发现衰减的线性度差别比较大，最终导致实际调整输出的光功率值与所需的理想光功率值误差较大。
发明内容本实用新型为解决现有技术中程控衰减器由于采用开环控制、从而造成衰减器调整输出的光功率值与所需的理想光功率值误差较大的技术问题，设计了一种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，通过采用闭环控制的方法，使衰减器能够输出更精确的光功率值。本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是，一种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，电路结构中包括带有光源输入端及输出端的可调衰减模块及配套驱动电路、以及程控接口电路，在可调衰减模块的输出端增设由光信号检测及处理模块、以及存储有预设光功率值及配套比较及计算程序的MCU组成的光功率调整模块，光功率检测及处理模块的输出端与MCU的信号输入端连接，MCU的受控端与程控接口电路连接、控制输出端与驱动电路的受控端连接。本实用新型的有益效果是通过采用闭环控制的方法，使衰减器能够输出更精确的光功率值，应用到光模块的自动化生产线上时，能够大大提高光模块的生产效率，并且其制造成本低，为光模块的生产厂家节约了大量生产成本。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
图I是本实用新型的电路原理框图。附图中，I代表可调衰减模块，1-1代表驱动电路，2代表程控接口电路，3代表MCU，4代表光功率检测及处理模块，4-1代表光分路器，4-2代表光电二极管，4-3代表对数放大器，图I中，粗箭头代表的是光纤信号走向。
具体实施方式
一种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，电路结构中包括带有光源输入端及输出端的可调衰减模块I及配套驱动电路1-1、以及程控接口电路2，在可调衰减模块I的输出端增设由光功率检测及处理模块4、以及存储有预设光功率值及配套比较及计算程序的MCU3组成的光功率调整模块，光功率检测及处理模块4的输出端与MCU3的信号输入端连接，MCU3的受控端与程控接口电路2连接、控制输出端与驱动电路1-1的受控端连接。上述的光功率检测及处理模块4的电路结构中包括设置在可调衰减模块I输出端的带有两路输出的光分路器4-1、设置在光分路器4-1其中一路输出端的光电二极管4-2、以及与光电二极管4-2的电流输出端连接的对数放大器4-3，对数放大器4-3的电压输出端与MCU3的信号输入端连接。上述的驱动电路是电压驱动电路或电流驱动电路。上述的MCU3的控制输出端设置有D/A转换器、信号输入端设置有A/D转换器。上述的对数放大器4-3的芯片型号是MAX4206。本实用新型的电路结构是光源由光衰减器的的输入口输入到可调衰减模块1，然后通过一个光分路器4-1,光分路器4-1的一端直接输出，另外一端输入到光电二极管4-2里面，光电二极管4-2接收光产生光电流输入到对数放大器4-3，对数放大器4-3将光电流转换为电压，该电压输入到MCU3的带有A/D转换器的管脚，对该电平进行检测，MCU3的带有D/A的控制脚用来控制电流或电压式的驱动电路1-1来驱动可调衰减模块I。MCU3的受控端连接程控接口电路2。本实用新型的工作原理是程控接口电路2通过程序下发一个需求光功率值的命令，该光功率值不是衰减值，而是光衰减器的输出光功率值，假如我们使用的光分路器4-1分路比是50 50,也就是说，光衰减器输出的光功率和光电ニ极管4-2接收到的光功率是相同的，那么该光功率值对应的光电流大小我们可以计算出来，该电流通过对数放大器4-3以后输出的电压值我们也可以通过理论计算出。得到需求光功率的指令以后，MCU3开始检测对数放大器4-3的输出电压，由于衰减器已经知道需求光功率和该电压的对应关系，所以MCU3的带有A/D转换器的管脚开始检测对数放大器4-3的输出电压，将该电压和MCU3中存储的预设值比较，发现两个值有差别的时候，通过带有D/A的控制脚将驱动电路1-1输出的驱动电流或电压改变，使从而使对数放大器4-3的输出电压值达到预设值。当两个电压值相等的时候，我们认为光电ニ极管4-2的接收光功率和程序的需求光功率是相同的，那么光衰减器的输出也是和需求光功率相同的。本实用新型中，采用光电ニ极管4-2的主要目的是，由于光电ニ极管4-2对于不同波长的光响应度有区別，但是这是ー个恒定的比例关系，光电ニ极管4-2的相应曲线平移ー下即可，不用每ー个波长定义一个计算公式或者是查找表。本实用新型中还存在以下两个设计要点第一点本实用新型中使用了对数放大器4-3，原因是光模块生产的时候，需要光衰减器的输出光功率范围是比较宽的，比如从-50dBm OdBm，达到50dB，这么宽的光功率范围，如果将光电流直接转换为电压输入到MCU，由于光电ニ极管4-2对光的转换是线性的关系，那么转换的电压范围最小值和最大值之间相差10万倍，这对于任何A/D转换器都是非常难处理的，而我们使用对数放大器4-3，可以将这么宽范围的电流，转换为O 2. 5V的电压，使用ー个普通的A/D转换器便能处理。第二点光分路器4-1不一定需要分路比完全相同的，只要我们知道两路之间的差別，最后将固定偏差计算进去就可以了，比如光电ニ极管4-2接收的光功率比输出光功率小3dB，那么在生产的时候固定到程序里面就可以了。权利要求1.一种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，电路结构中包括带有光源输入端及输出端的可调衰减模块(I)及配套驱动电路(1-1)、以及程控接ロ电路(2)，其特征在于在可调衰减模块(I)的输出端增设由光功率检测及处理模块(4)、以及存储有预设光功率值及配套比较及计算程序的MCU (3)组成的光功率调整模块，光功率检测及处理模块(4)的输出端与MCU (3)的信号输入端连接，MCU (3)的受控端与程控接ロ电路(2)连接、控制输出端与驱动电路(1-1)的受控端连接。
2.根据权利要求I所述的ー种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，其特征在于所述的光功率检测及处理模块(4)的电路结构中包括设置在可调衰减模块(I)输出端的带有两路输出的光分路器(4-1)、设置在光分路器(4-1)其中一路输出端的光电ニ极管(4-2 )、以及与光电ニ极管(4-2 )的电流输出端连接的对数放大器(4-3 )，对数放大器(4-3 )的电压输出端与MCU (3)的信号输入端连接。
3.根据权利要求I所述的ー种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，其特征在于所述的驱动电路是电压驱动电路或电流驱动电路。
4.根据权利要求I所述的ー种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，其特征在于所述的MCU (3)的控制输出端设置有D/A转换器、信号输入端设置有A/D转换器。
5.根据权利要求2所述的ー种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，其特征在于所述的对数放大器(4-3)的型号是MAX42062。
专利摘要一种带有光功率输出自调整功能的程控式衰减器，解决了现有技术中程控衰减器由于采用开环控制、从而造成衰减器调整输出的光功率值与所需的理想光功率值误差较大的技术问题，采用的技术方案是，电路结构中包括带有光源输入端及输出端的可调衰减模块及配套驱动电路、以及程控接口电路，在可调衰减模块的输出端增设由光信号检测及处理模块、以及存储有预设光功率值及配套比较及计算程序的MCU组成的光功率调整模块。本实用新型的有益效果是通过采用闭环控制的方法，使衰减器能够输出更精确的光功率值，应用到光模块的自动化生产线上时，能够大大提高光模块的生产效率，并且其制造成本低，为光模块的生产厂家节约了大量生产成本。
文档编号H03H11/24GK202424648SQ201120550630
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者李远谋, 王彦伟, 王志波, 邓永坚 申请人:深圳市共进电子股份有限公司