专利名称：具有自动量程及脉宽匹配功能的光纤寻障仪的制作方法
技术领域：
具有自动量程及脉宽匹配功能的光纤寻障仪
技术领域：
本实用新型属于光纤寻障仪领域，更具体地说，涉及一种具有自动量程及脉宽匹 配功能的光纤寻障仪。
背景技术：
光纤寻障仪是一种较低成本的光纤故障测试仪器，主要用于中、短距离光纤链路 中的故障点的测试，可广泛用于面前发展迅速的光纤施工、例行检查、抢修和维护，其成本 只是传统0TDR(光时域反射计)的四分之一左右，且具有操作快捷、简便的特性，具有较强 的市场前景。在光纤寻障仪的测试使用中，为了消除二次反射及测试脉冲宽度对测试结果的影 响，使用者通常要根据被测光纤的长度进行测试量程及脉宽进行手动设置，而这些参数的 设置需要使用者有较强的实际测试经验设置，如若参数不合适，将无法得到准确的测试结 果，这对于普通使用者来说具有相当的难度；同时，对于光纤链路中出现的未知端点，由于 无法准确预测链路的实际长度，为了得到精确的测试结果，往往需要使用者反复对测试参 数进行反复设置，以找出最优化的测试条件；另外，测试脉宽对测试精度的也有非常大的直 接影响。所以，量程选择及脉宽的匹配，将极大地影响着光纤寻障仪的测试结果。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种智能光纤寻障仪，通过软件自动控 制，实现自动量程及自动脉宽匹配，真正实现“一键”操作即可得到精准的测试结果。本实用新型的技术方案是具有自动量程及脉宽匹配功能的光纤寻障仪，包括光 纤耦合器、激光器、光探测器以及单片机，所述激光器和光探测器分别通过所述光纤耦合器 与被测光纤相连，所述单片机通过窄脉冲发生电路控制所述激光器发出窄脉冲光，所述窄 脉冲光经所述光纤耦合器进入所述被测光纤；所述光探测器用于接收所述被测光纤中的故 障点产生的光反射信号，并转换成与所述光反射信号成正比的电压信号；所述峰值检测电 路用于捕获所述电压信号峰值，并转换成窄脉冲信号输送到高速计数器，由所述高速计数 器对所述电压信号峰值进行计数，并将所得数值传送到所述单片机，由所述单片机计算出 故障点距离。本实用新型的原理是本实用新型的量程自动匹配是根据光在光纤中传输时，遇 到折射率发生突变时产生的菲涅尔反射的原理(如光纤链路中的损伤、物理连接和断点 等)，通过由软件自动控制测试参数来实现量程的自动匹配，从而达到最优化的测试结果。 另外，本实用新型的脉宽得自动匹配是根据菲涅尔反射光功率在特定的链路中，仅仅与入 射光脉冲的脉冲宽度成正比的关系以实现脉宽的自动匹配。在本仪器中，在确定了量程后， 对于长距离链路，选用相对较大的测试脉冲；而对于短距离链路，则选用相对较小的测试脉 冲，以实现最精确的测试。[0008]本实用新型的优点在于使用本实用新型可以极大地简化使用者的测试方法，使 仪器实现高度自动化，也可以有效地消除人为设置参数不合理而导致的测试精度的下降。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式参见图1，图中的单片机型号为PSD813F1，由其IO端口发出由面板设置的脉冲信 号，经由电阻、电容和门电路组成的窄脉冲发生电路产生窄脉冲，该信号控制激光器发出窄 脉冲光，光信号经光纤耦合器进入被测光纤。由于光纤中的事件点存在反射，反射光沿光纤 返回光纤耦合器，进入光探测器，被转换成与光反射信号成正比的电压信号。尽管光在光纤 中的传输是以光速传播的，但仍然是需要时间的，所以光纤不同位置的事件是在不同时间 到达光探测器的。在没有反射时，光探测器的输出为小信号，因此光探测器输出的信号是随 时间有不同事件峰值的信号。由二极管、放大器和比较器等组成的峰值检测电路捕获这些 事件，将事件点转换成窄脉冲信号。光在光纤中的速度约为0. 2m/ns，用单片机的计数器速度最快为1ΜΗζ(12ΜΗζ晶 振)，则计数误差为200m。这样的速度显然不够，甚至有可能检测不到光脉冲。高速计数器 由可编程逻辑电路(CPLD)LSI1016通过编程实现，设计时钟为100MHz。其原理是把CPLD 设计成高速计数器的结构，并且进行多组计数，在CPU启动脉冲激光器发光的同时，也启动 CPLD开始计数，当接收到反射峰时，把计数值记录下来。这样就可以求出故障点的距离。故障点的距离计算方法如下先根据仪器测试能力，将测试量程合理地分成若干等分⑷。测试时，由于无法预 知合理量程，仪器自动控制选择最大的量程，此时在测试结果中检查是否出现二次反射，如 果没有，则选择上一量程(K-I)，重复上一步骤，直到检测出测试结果中出现二次反射，得出 此时量程(κ-η)，由于二次反射会导致测试事件点的误判，因此正确的量程因为(κ-η)+1， 此时的量程选择为最合理的，测试效果也最为精确。本实用新型通过软件自动控制，实现量 程及脉宽的自动匹配的设计方法，极大简化了测试步骤，提高了测试的精确度。同时，在本实用新型中，在确定了最佳的测试量程后，再根据二次反射的幅度，实 用同样的方法选择最佳的测试脉冲宽度。本实用新型已经成功应用在RS6901智能光纤寻障仪上，真正实现了 “一键式”快 捷、准确测试光纤链路的故障点。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修 改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求1.具有自动量程及脉宽匹配功能的光纤寻障仪，包括光纤耦合器、激光器、光探测器以 及单片机，所述激光器和光探测器分别通过所述光纤耦合器与被测光纤相连，其特征在于 所述单片机通过窄脉冲发生电路控制所述激光器发出窄脉冲光，所述窄脉冲光经所述光纤 耦合器进入所述被测光纤；所述光探测器用于接收所述被测光纤中的故障点产生的光反射 信号，并转换成与所述光反射信号成正比的电压信号；所述峰值检测电路用于捕获所述电 压信号峰值，并转换成窄脉冲信号输送到高速计数器，由所述高速计数器对所述电压信号 峰值进行计数，并将所得数值传送到所述单片机，由所述单片机计算出故障点距离。
2.根据权利要求1所述具有自动量程及脉宽匹配功能的光纤寻障仪，其特征在于所 述单片机型号为PSD813F1。
3.根据权利要求1所述具有自动量程及脉宽匹配功能的光纤寻障仪，其特征在于所 述高速计数器由可编程逻辑电路LSI1016通过编程实现，设计时钟为100MHz。
专利摘要本实用新型属于光纤寻障仪领域，更具体地说，涉及一种具有自动量程及脉宽匹配功能的光纤寻障仪，包括光纤耦合器、激光器、光探测器以及单片机，所述激光器和光探测器分别通过所述光纤耦合器与被测光纤相连，所述单片机通过窄脉冲发生电路控制所述激光器发出窄脉冲光，所述窄脉冲光经所述光纤耦合器进入所述被测光纤；所述光探测器用于接收所述被测光纤中的故障点产生的光反射信号，并转换成与所述光反射信号成正比的电压信号；所述峰值检测电路用于捕获所述电压信号峰值，并转换成窄脉冲信号输送到高速计数器，由所述高速计数器对所述电压信号峰值进行计数，并将所得数值传送到所述单片机，计算出故障点距离。本实用新型极大地简化了测试方法，实现了高度自动化。
文档编号H04B10/08GK201887767SQ20102061351
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者王东, 苏行, 黄麦 申请人:合肥融讯电子科技有限公司