專利名稱：雙波長單模光纖衰減儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種利用單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控的雙波長單模光纖衰減儀，相當(dāng)于串 接在光纖傳輸線路中的光可變衰減器單元，屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的性能檢測中，在傳輸端機(jī)的接收端或輸出端的接口處， 常常接一個(gè)光可變衰減器(代用假線)以實(shí)現(xiàn)臨時(shí)加大或減少光線路收發(fā)之間傳輸損耗 的作用，可求得光傳輸設(shè)備的接收信號的最高靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍(即不引起系統(tǒng)誤碼率增 加的高接收光信號強(qiáng)度和最低接收光信號強(qiáng)度的差值)。常用的光可變衰減器都是采用 在光纖的切斷面之間插入一個(gè)衰減量不等的介質(zhì)玻璃片，由于光纖的端面和介質(zhì)玻璃平面 的反射作用，造成這類輔助工具產(chǎn)生較強(qiáng)的光反射能力，尤其在高速率的傳輸系統(tǒng)(高于 140Mb/s)或圖像傳輸系統(tǒng)的測量時(shí)，較強(qiáng)的反射光信號對光源性能產(chǎn)生不規(guī)則的干擾，引 起輸出光信號的基本參數(shù)(如波長、相位、脈寬等)發(fā)生漂移，嚴(yán)重地影響了數(shù)字傳輸系統(tǒng) 的穩(wěn)定性測試，干擾了光接收機(jī)性能的穩(wěn)定性和測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是開發(fā)一種機(jī)電一體化的具有高精度的雙波長單模光纖衰減 儀。用微型電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力，經(jīng)過變速器和應(yīng)力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)，使光纖產(chǎn)生彎曲變形，光纖因彎曲 產(chǎn)生傳輸光的損耗。損耗介質(zhì)是一根二心的單模帶狀光纖，其中的一條光纖用于光衰減量 的測量，另一條同樣狀態(tài)下的平行光纖用于向外部被測量系統(tǒng)提供同樣衰減能力的傳輸通 道，用單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行校對、檢驗(yàn)、設(shè)定，自動(dòng)完成指定操作的全過程。本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，在衰減儀殼體面板的上部裝有液晶顯示屏，下部 裝有電源開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換鍵、設(shè)定鍵、換位鍵、調(diào)數(shù)鍵和啟動(dòng)/停止鍵，頂部還裝有光連接器 輸入插口和光連接器輸出插口。在此專門設(shè)計(jì)的殼體內(nèi)靠近面板一側(cè)裝有單片計(jì)算機(jī)電路 板，殼體的中部安裝光纖衰減變形機(jī)構(gòu)，上部裝有1310nm單模光源和1550nm單模光源，在 1310nm單模光源的左側(cè)裝有光放大器，下部左邊安裝逆變器單元，右邊安裝電池單元。光纖 變形機(jī)構(gòu)是由機(jī)架、移位螺桿、移動(dòng)壓板、滑桿、微型電動(dòng)機(jī)、變速齒輪組、碼盤、光合路器、 轉(zhuǎn)向傳感器和二芯單模帶狀光纖構(gòu)成。在機(jī)架中部穿裝一個(gè)移位螺桿，螺桿右端穿出框架 的端頭上安裝一個(gè)由垂直傘齒輪和水平傘齒輪組成變速齒輪組，水平傘齒輪與其下方的微 型電動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)軸連接，在移位螺桿框架內(nèi)的部分上依次裝有碼盤和移動(dòng)壓板，碼盤下周 邊處裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)向傳感器。在機(jī)架上部安裝一條滑桿，移動(dòng)壓板上端穿裝在滑桿上，下端與 移位螺桿相螺裝，機(jī)架上框內(nèi)側(cè)兩端分別裝有左限位傳感器和右限位傳感器，機(jī)架內(nèi)中間 部位盤裝有二芯單模帶狀光纖，其中一條是衰減監(jiān)測光纖，它的一端通過一個(gè)光合路器分 別與1310nm光源單元和1550nm光源單元相連接，另一端與光放大器相連接；另一條是衰減 光纖，該條衰減光纖的連接，是將其兩端分別與機(jī)殼上的光連接器輸入插口和光連接器輸 出插口相連接。[0005]光信號的衰減是由光纖衰減變形機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，變形機(jī)構(gòu)的移位螺桿上，裝有一個(gè) 周邊帶矩形開口的圓形碼盤，碼盤的下周邊處裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)向傳感器，共同對電機(jī)的正向或 反向轉(zhuǎn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行監(jiān)測，以此實(shí)現(xiàn)移動(dòng)滑板左右方向的定量移動(dòng)，整體裝置通過單 片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行光衰減量的測量，完成變形機(jī)構(gòu)內(nèi)相關(guān)部件的位置設(shè)定及整機(jī)各種 功能的操作。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)(1)采用計(jì)算機(jī)對光數(shù)字傳輸系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)測試，即 方便又準(zhǔn)確。(2)光器件的物理接口符合國家標(biāo)準(zhǔn)，適用于各級光傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的測試； (3)采用兩個(gè)波長的光源進(jìn)行獨(dú)立的光衰減值的控制，方便、簡捷、易控。

圖1為本實(shí)用新型殼體面板示意圖。圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的A-A向剖視圖。圖4為光纖變形機(jī)構(gòu)主視示意圖。圖5為圖4的右視圖。圖6(a)為碼盤的B向平面示意圖。圖6(b)為圖6(a)的D部放大圖。圖7為二芯帶狀光纖單元連接示意圖。圖8為光放大器電路原理圖。圖9為單片計(jì)算機(jī)控制電路原理圖。圖1、2、3中1、殼體；1-1、液晶顯示屏；1-3、光連接器輸入插口 ；1_4、光連接器輸 出插口 ；2、單片計(jì)算機(jī)電路板；2-1、導(dǎo)電橡膠條；3、光纖變形機(jī)構(gòu)；4、1310nm單模光源；5、 1550nm單模光源；6、光放大器；7、逆變器單元；8、電池單元；&、電源開關(guān)；K2、波長轉(zhuǎn)換鍵； κ3、設(shè)定鍵；κ4、換位鍵；κ5、調(diào)數(shù)鍵；κ6、起動(dòng)/停止鍵。圖4、5、6(a)、6(b)、7中3_1、機(jī)架；3_2、二芯單模帶狀光纖；3_2_1、衰減監(jiān)測光 纖；3-2-lA、1310nm光源連接器；3-2-1B、1550nm光源連接器；3-2-1C、光放大器連接器； 3-2-2、衰減光纖；3-2-2A、衰減光纖接入連接器；3-2-2C、衰減光纖輸出連接器；3_3、光合 路器；3-4、移位螺桿；3-5、滑桿；3-6L、左限位傳感器；3-6R、右限位傳感器；3_7、變速齒輪 組；3-8、微型電動(dòng)機(jī)；3-9、碼盤；3-10、轉(zhuǎn)向傳感器；3-11、移動(dòng)壓板。圖8中PIN、光電二極管。圖9中9_1、單片計(jì)算機(jī)芯片；9-2、模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片；9_3、鎖存器；9_4、波長顯示 切換驅(qū)動(dòng)單元；9-5、波長顯示單元；9-6、電動(dòng)機(jī)換向驅(qū)動(dòng)單元。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，在殼體⑴面板上部裝有液晶顯示屏(1-1)，下部裝有電源開關(guān)(K1)、 波長轉(zhuǎn)換鍵(K2)、設(shè)定鍵(K3)、換位鍵(K4)、調(diào)數(shù)鍵(K5)、啟動(dòng)/停止鍵(K6)，頂部還裝有光 連接器輸入插口(1-3)和光連接器輸出插口(1-4)。如圖2、3所示，在殼體(1)內(nèi)靠近面板一側(cè)安裝計(jì)算機(jī)電路板(2)，電路板(2)的 右側(cè)裝有導(dǎo)電橡膠條(2-1)，液晶顯示屏(1-1)通過導(dǎo)電橡膠條(2-1)與計(jì)算機(jī)電路板(2) 相連接。殼體(1)內(nèi)中部安裝光纖變形機(jī)構(gòu)(3)，上部安裝1310nm單模電源(4)和1550nm單模光源(5)，在1310nm單模光源(4)的左側(cè)裝有光放大器(6)，下部左邊安裝逆變器單元 (7)，右邊安裝電池單元(S)0如圖4、5、6(a)、6(b)和圖7所示，光纖變形機(jī)構(gòu)(3)由機(jī)架(3_1)、二芯單模帶 狀光纖(3-2)、衰減監(jiān)測光纖(3-2-1)、1310nm光源連接器(3-2-1A)、1550nm光源連接器 (3-2-1B)、光放大器連接器(3-2-1C)、衰減光纖(3-2-2)、衰減光纖接入連接器(3-2-2A)、 衰減光纖輸出連接器(3-2-2C)、光合路器(3-3)、移位螺桿(3-4)、滑桿(3_5)、左限位傳感 器(3-6L)、右限位傳感器(3-6R)、變速齒輪組(3-7)、微型電動(dòng)機(jī)(3_8)、碼盤(3_9)、轉(zhuǎn)向 傳感器(3-10)和移動(dòng)壓板(3-11)組成。光纖變形機(jī)構(gòu)(3)的機(jī)架(3-1)中部穿裝一個(gè)移 位螺桿(3-4)，移位螺桿(3-4)右端穿出框架(1-1)的端頭上裝有一個(gè)由垂直傘齒輪和水 平傘齒輪組成的變速齒輪組(3-7)，水平傘齒輪與其下方裝有的微型電動(dòng)機(jī)(3-8)用旋轉(zhuǎn) 軸相連接。在移位螺桿(3-4)框架內(nèi)的部分上依次穿裝有碼盤(3-9)和移動(dòng)壓板(3-11)， 碼盤(3-9)的下周邊處裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)向傳感器(3-10)，光纖變形機(jī)構(gòu)(3)的機(jī)架(3-1)上 部安裝一條滑桿(3-5)，移動(dòng)壓板(3-11)上端穿裝在滑桿(3-5)上，其下端與移位螺桿 (3-4)相螺裝，機(jī)架(3-1)上框內(nèi)側(cè)兩邊分別安裝有左限位傳感器(3-6L)和右限位傳感器 (3-6R)，機(jī)架(3-1)內(nèi)中間部位盤裝有二芯單模帶狀光纖(3-2)；其中的一條是衰減監(jiān)測光 纖(3-2-1)，它的一端通過光合路器(3-3)分成兩個(gè)光連接器(3-2-1A)和(3-2-1B)，連接 器(3-2-1A)與1310nm光源單元(4)連接，連接器(3-2-1B)與1550nm光源單元(5)連接。 另一端的連接器(3-2-1C)與光放大器(6)相連接。二芯單模帶狀光纖的另一條光纖是衰 減光纖(3-2-2)，該條衰減光纖一端的輸入連接器(3-2-2A)與殼體(1)上部的光連接器輸 入插口(1-3)內(nèi)側(cè)連接，另一端的衰減光纖輸出連接器(3-2-2C)與殼體(1)上部的光連接 器輸出插口(1-4)的內(nèi)側(cè)連接。如圖8所示光放大器(6)的光接入口是光電二極管(PIN)，它的上端通過電阻 (R-P)與電源(+5V)相連接，光放大器(6)的內(nèi)部構(gòu)造是由兩級運(yùn)算放大器IC1和運(yùn)算放大 器IC2完成，電阻R17與電阻R18串接在+5V電源與地之間，中間點(diǎn)與放大器IC1的輸入端T1 相連，光電信號由a端接到放大器IC1的T2端，電阻R19的左端與放大器IC1的T2端連接，右 端與放大器IC1的輸出端T3相連接。電阻R19的大小決定了放大器IC1的放大倍數(shù)。放大 器IC1的T3端與放大器IC2的輸入端T5相接。電阻R2tl與電阻R21串接在+5V電源與地之 間，中間接點(diǎn)與放大器IC2的T6端口相連接，電阻R22的左端與放大器IC2的T5端連接，電阻 R22的右端與放大器IC2的輸出端T7相連接，電阻R22阻值的大小，取決于對放大器IC2放大 能力的要求。放大器IC2的輸出端T7經(jīng)電阻R23連接到電路單元的輸出端口 b上。如圖9所示，單片計(jì)算機(jī)電路板(2)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的控制、測量和顯示。其中單片微型 計(jì)算機(jī)芯片(9-1)的P2.0為開機(jī)后進(jìn)行監(jiān)測波長顯示端，單片微型計(jì)算機(jī)芯片(9-1)的 P0. 0 P0. 7端口為8位數(shù)據(jù)I/O端口，從模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(9-2)的Dtl D7端口讀入測量的 數(shù)據(jù)，還向液晶屏(1-1)輸出測量的數(shù)據(jù)。P2. 1和P2.2分別為1310nm單模光源⑷和 1550單模光源(5)的驅(qū)動(dòng)端口。P2.5、P2.6為碼盤(3_9)上轉(zhuǎn)向傳感器(3_10)的檢測信 號輸入端口。Pl. 6和Pl. 7端口為移動(dòng)滑板(3-11)左、右位移最大值的限位檢測傳感器 (3-6L)和(3-6R)的信號輸入端口。P3. 0、P3. 1、P3. 2、P3. 3、P3. 4為五個(gè)控制鍵(K2 K6)的輸入端口，平時(shí)經(jīng)R16上 拉高電平，單片計(jì)算機(jī)芯片(9-1)的光功率測量功能的實(shí)現(xiàn)是由光電二極管(PIN)收到的經(jīng)二芯單模帶狀光纖(3-2)衰減后的光信號，經(jīng)過光放大器(6)放大后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 (9-2)的10VIN端，經(jīng)過變換后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)DO D7端口送入單片計(jì)算機(jī)芯片(9_1)的數(shù) 據(jù)I/O端口(P0.0 P0. 7)，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)鎖存器(9-3)送入液晶顯示屏(1-1)，顯示 屏的液晶驅(qū)動(dòng)電源由單片計(jì)算機(jī)芯片(9-1)的Pl. 0、Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4產(chǎn)生，分別經(jīng) COM。、COM” COM2, COM3 驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏(1_1)。 殼體(1)內(nèi)的電池單元(8)經(jīng)過開關(guān)(Kl)送入逆變器單元(7)，通過逆變器單元 (7)向整機(jī)提供+5V的工作電源。
權(quán)利要求一種雙波長單模光纖衰減儀，由殼體、單片計(jì)算機(jī)電路板、導(dǎo)電橡膠條、光纖變形機(jī)構(gòu)、1310nm單模光源、1550nm單模光源、光放大器、液晶顯示屏、光連接器輸入插口、光連接器輸出插口、逆變器單元、電池單元、電源開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換鍵、設(shè)定鍵、換位鍵、調(diào)數(shù)鍵和起動(dòng)/停止鍵構(gòu)成，其特征在于在殼體面板上部裝有液晶顯示屏，下部裝有電源開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換鍵、設(shè)定鍵、換位鍵、調(diào)數(shù)鍵和啟動(dòng)/停止鍵，頂部裝有光連接器輸入插口和光連接器輸出插口；在殼體內(nèi)靠近面板一側(cè)安裝計(jì)算機(jī)電路板，計(jì)算機(jī)電路板右側(cè)裝有導(dǎo)電橡膠條，液晶顯示屏通過導(dǎo)電橡膠條與計(jì)算機(jī)電路板相連接，中部安裝光纖變形機(jī)構(gòu)，上部安裝1310nm單模光源和1550nm單模光源，1310nm單模光源的左側(cè)裝有一個(gè)光放大器，下部左邊安裝逆變器單元，右邊安裝電池單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波長單模光纖衰減儀，其特征在于光纖變形機(jī)構(gòu)是由機(jī) 架、移動(dòng)壓板、移位螺桿、滑竿、微型電動(dòng)機(jī)、變速齒輪組、碼盤、光合路器、轉(zhuǎn)向傳感器、二芯 單模帶狀光纖構(gòu)成，光纖變形機(jī)構(gòu)的機(jī)架中部穿裝一個(gè)移位螺桿，移位螺桿右端穿出框架 的端頭上安裝一個(gè)由垂直傘齒輪和水平傘齒輪組成的變速齒輪組，水平傘齒輪與其下方裝 有的微型電動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)軸相連接，在移位螺桿機(jī)架內(nèi)的部分上依次穿裝有碼盤和移動(dòng)壓 板，碼盤的下周邊處裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)向傳感器；機(jī)架上部安裝一條滑桿，移動(dòng)壓板上端穿裝在滑 桿上，下端與移位螺桿相螺裝，機(jī)架上框內(nèi)側(cè)兩端分別裝有左限位傳感器和右限位傳感器， 機(jī)架內(nèi)中間部位盤裝有二芯單模帶狀光纖，其中的一條是衰減監(jiān)測光纖，它的一端通過光 合路器分別與1310nm光源單元和1550nm光源單元相連接，另一端與光放大器相連接；另一 條是衰減光纖，該條衰減光纖的連接，是將其兩端分別與機(jī)殼上的光連接器輸入插口和光 連接器輸出插口相連接。
專利摘要雙波長單模光纖衰減儀，是在殼體內(nèi)靠近面板一側(cè)安裝計(jì)算機(jī)電路板，中部安裝光纖變形機(jī)構(gòu)，上部裝有1310nm單模光源、1550nm單模光源和一個(gè)光放大器，下部左邊安裝逆變器單元，右邊安裝電池單元。用微型電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力，通過應(yīng)力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)使光纖產(chǎn)生彎曲變形而發(fā)生傳輸光的損耗，以二芯單模帶狀光纖作介質(zhì)，其中的一條用于光衰減量的測量，另一條平行光纖向外部提供有衰減能力的通道，用單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)測試，既方便又準(zhǔn)確。
文檔編號G02F1/01GK201707464SQ20102016784
公開日2011年1月12日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者高巖 申請人:北京住力電通科技有限公司;高巖