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1、一种新型自适应光纤功率计的设计与实现彭向伟,等一种新型自适应光纤功率计的设计与实现DesignandImplementationoftheNovelAdaptiveOpticalFiberPowerMeter彭向伟张强(重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室,重庆400065)摘要:针对普通光纤功率计测量精度低、测量稳定性差等特点,采用硬件反馈电路对输入光信号进行调制和解调。考虑到检测光强发生变化时易导致光纤功率计测量出现较大误差的特性,提出了软件滑动滤波法与最小二乘法相结合的方式确定自适应控制数字滤波方案。自适应控制系统引入ARM处理器也提高了控制系统的处
2、理速度和检测精度。实测结果验证了该系统具有很好的自适应控制的作用,表明采用自适应控制的方法为光纤功率值测量稳定性的提高提供了一种很好的参考。关键词:光纤功率计光电探测器ARM滑动滤波自适应控制中图分类号:TH741文献标志码:AAbstract:Againstthedemeritsoftheordinaryopticalfibrepowermeters(OFPMs),e.g.,thelowmeasurementaccuracyandthepoormeasurementstability,theinputopticalsignalsaremodulatedanddemod
3、ulatedbyusingfeedbackcircuitofhardware.ConsideringthatlargererrormayappearinmeasurementofOFPMwhenthedetectionlightintensitychanges,thedigitalfilteringschemewhichcombinesthesoftwareslidingfilteringmethodandtheleastsquaresmethodareproposedtodetermineadaptivecontrol.Inthisadaptivecontrolsys
4、tem,ARMprocessorisintroducedforenhancingtheprocessingspeedandaccuracyofthecontrolsystem.Theresultofpracticaltestsverifiesthatthesystempossessesverygoodeffectsofadaptivecontrol,andindicatesthatbyadoptingadaptivecontrolmethodmayprovidevaluablereferenceforimprovingthestabilityofopticalfiber
5、powermeasurement.Keywords:OpticalfiberpowermeterPhotoelectricdetectorARMSlidingfilteringSelf-adaptivecontrol0引言1系统硬件设计光功率计作为光学基本的测量设备,通常被用光纤功率计的硬件电路设计主要包括光电转换、来测试光通信网络、监测光功率分配及传输特性以信号放大、低通滤波、A/D转换、数据处理及功率显示[1][3]及监测通信故障的指示等参数。光纤功率计是用等部分。测试系统原理框图如图1所示。来测量光纤功率值大小的仪表,它可以与稳定的输出光源配合使用测量光纤的传输损
6、耗以及光学元件[2]的传输及插入损耗等。传统的光纤功率计检测设备因其价格偏高、测量线性低、接口类型少等缺点,不利于现代光纤检测人员的高素质培养及综合通信系统的连接使用。鉴于以上缺点,对光纤功率计性能的改进需要完成信号采集、数据转换、存储、通信及线性度测试分析等功图1光纤功率计测试系统原理框图能,因而要求处理器具有较高的速度。ARM9具有丰富Fig.1BlockdiagramofthetestsysteminOFPM的片内资源、较快的数据处理速度以及高度网络化等优1.1光电转换电路势,采用ARM9作为主控制器在数据处理及存储方面较光/电转换器采用InGaAs-PIN光电探
7、测器作为光传统处理器有较大的提高。探头,其功能是把输入光功率转化成输出电压。在稳定光波长下,光/电传感器具有较高的响应度和灵敏度,测重庆市自然科学基金资助项目(编号:CQCSTC2011jjA40028CQ)。量光波长范围为1100~1700nm,故能很好地满足光纤修改稿收到日期:2013-10-04。[4]信号(1310,1550)nm的检测和转换。由于输入光信第一作者彭向伟(1987-),男,现为重庆邮电大学控制理论与控制工程专业在读硕士研究生;主要从事光纤通信技术及智能仪器仪表的研究。号与输出电信号的函数关系可以是线性的或者是对数8
