[发明专利]一种电流信号调理装置及光功率计

说明书

本发明公开了一种电流信号调理装置及光功率计，光纤通讯测量技术领域，旨在解决测量电流信号的功率强度具有较低的精确度的问题。该电流信号调理装置的多路模拟开关通过信号检测通道以及标准对比通道分别接入电流检测信号以及电流对比信号，并经电流电压放大模块逐一转换放大为模拟电压信号。而数据处理模块通过模数转换单元将模拟电压信号逐一转换并输出为对应的数字电压信号，数据处理模块的处理器通过接入数字电压信号，可以输出与信号检测通道对应的测量功率以及与标准对比通道对应的参考功率。本申请提供的电流信号调理装置用于测量电流信号的功率值。

技术领域

本申请涉及光纤通讯测量技术领域，尤其涉及一种电流信号调理装置及光功率计。

背景技术

由于光纤具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠以及成本低廉等特点，在通信、数据传输等多个领域已经逐渐取代了传统的信息传输方式，光纤通信成为首选的数据传输解决方案。

光纤通信系统中会对光信号强度(功率)进行测量。现有的测量方法是使用光功率计。光功率计采用光探测器接收光信号并将光信号转换为电流信号，再经过电流信号调理模块的电流-电压转换、电压放大以及模拟-数字转换等处理电路，将模拟电流信号转换为处理器可以识别的数字信号。此时，可以通过处理器计算该数字信号对应光信号的光功率数值。

但是，由于光纤通信系统中的光信号经光探测器转换后的弱电流信号一般为微安级(μA)、纳安级(nA)、皮安级(pA)甚至法安级(fA)。如此，弱电流信号在依次经调理模块的电流-电压转换、电压放大以及模拟-数字转换等电路进行处理的过程中，调理模块电路中的漏电流会形成噪声信号并混入处理电路中。如此，最终输出的数字信号会混入噪声信号，从而导致处理器的最终的检测计算结果具有误差，进而降低光功率计的测量精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流信号调理装置及光功率计。旨在解决测量电流信号的功率强度具有较低的精确度的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请的一方面，提供一种电流信号调理装置，包括多路模拟开关、电流电压放大模块以及数据处理模块。其中，多路模拟开关具有信号检测通道以及标准对比通道，信号检测通道用于接入电流检测信号，标准对比通道用于接入电流对比信号。信号检测通道以及标准对比通道用于逐一与电流电压放大模块一一电连接，且电流电压放大模块分别将电流检测信号和电流对比信号对应转换为放大的模拟电压信号。而数据处理模块包括模数转换单元以及处理器。模数转换单元分别与电流电压放大模块以及处理器电连接，处理器用于接入模数转换单元输出的数字电压信号。当信号检测通道连通电流电压放大模块时，处理器输出测量功率。当标准对比通道连通电流电压放大模块时，处理器输出参考功率。

在使用过程中，电流信号调理装置通过多路模拟开关的信号检测通道接入电流检测信号，并通过电流电压放大模块将电流检测信号转换并放大为模拟电压信号。随后数据处理模块的模数转换单元将接入的模拟电压信号转换为数字电压信号，最后由处理器接入检测数字电压信号并计算对应的功率强度，并输出信号检测通道连通电流电压放大模块时对应的测量功率。当标准对比通道连通电流电压放大模块时，同理，通过调理接入的电流对比信号，最终由处理器对应的参考功率。

其中，当标准对比通道接入的电流对比信号为0V时，参考功率包括电流信号调理装置本身电路干扰下测取的第一参考功率。而若以标准对比光纤为基准，采集光信号并转换为标准对比通道接入的电流对比信号时，参考功率包括光纤本身、光接口模块以及电流信号调理装置本身电路的共同干扰下测取的第二参考功率。其中第一参考功率和第二参考功率均为测量系统的噪声功率，通过测量并排除噪声功率，即将测量功率减去参考功率，可以获取电流检测信号的实际功率值，从而有效提高电流信号调理装置测量电流信号功率值的精确度。

可选的，信号检测通道为多个，分别用于接入多个电流检测信号。标准对比通道以及多个信号检测通道用于逐一与电流电压放大模块一一电连接