專利名稱：快速光功率校準(zhǔn)方法及用于快速光功率校準(zhǔn)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于快速校準(zhǔn)激光器光功率的方法和對(duì)應(yīng)的裝置；該校準(zhǔn)方法和裝置用于激光器監(jiān)控模塊中存在的非線性問(wèn)題。
背景技術(shù)：
通信用激光器必然帶有光功率監(jiān)控裝置，其作用在于實(shí)時(shí)監(jiān)控激光器的發(fā)光情況，并讀取其狀態(tài)用以決策，配合其他控制部件協(xié)同工作。通常，這類光功率監(jiān)控采用轉(zhuǎn)換為光電流，再轉(zhuǎn)換為電壓乃至最終ADC值的方式得到監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。一般地，這類光功率監(jiān)控模塊不可避免地會(huì)有非線性的問(wèn)題，也即，ADC值所表征的光電流，并不能按直線關(guān)系如實(shí)地反映對(duì)應(yīng)的光功率值。如此，光功率監(jiān)控模塊就需要校準(zhǔn)來(lái)得到較準(zhǔn)確的“ADC值-光功率”函數(shù)關(guān)系，才能準(zhǔn)確地從ADC值得到光功率數(shù)據(jù)。通常的校準(zhǔn)方法有兩類，一類是簡(jiǎn)單的兩點(diǎn)型直線校準(zhǔn)方式，即讀取兩點(diǎn)確定ADC值時(shí)對(duì)應(yīng)的光功率，確定“ADC值-光功率”的線形方程，即得到校準(zhǔn)參數(shù)，此方法簡(jiǎn)便而快速，但無(wú)法解決“ADC值-光功率”關(guān)系實(shí)際上非線性的問(wèn)題， 仍然具有相當(dāng)?shù)钠睿涣硪环N準(zhǔn)確的方式，乃是多點(diǎn)采樣，然后得到多點(diǎn)擬合的“ADC值-光功率”函數(shù)曲線，最后采用多階函數(shù)擬合的方法，該方法精確可靠，但不可避免地步驟復(fù)雜， 硬件成本高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上光功率校準(zhǔn)常見(jiàn)方法不可調(diào)和準(zhǔn)確性和硬件成本及校準(zhǔn)時(shí)間的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種快速光功率校準(zhǔn)方法和相應(yīng)的快速光功率校準(zhǔn)裝置，其技術(shù)方案如下快速光功率校準(zhǔn)方法，采用校準(zhǔn)電路連接于激光器及其背光電流回路中，讀取其激光器光功率值和對(duì)應(yīng)狀態(tài)下所述光電流的ADC值；它順序包括以下步驟I)區(qū)間劃分將所述ADC值范圍按經(jīng)驗(yàn)劃分為至少兩個(gè)相鄰的區(qū)間，按其從小到大的順序分別為第一區(qū)間、第二區(qū)間，以此類推；2)分段采樣自所述第一區(qū)間始，在所述每一個(gè)區(qū)間內(nèi)通過(guò)兩點(diǎn)所述ADC值及其對(duì)應(yīng)的所述光功率值得到該區(qū)間成比例的“ADC-光功率”對(duì)應(yīng)關(guān)系；3)校準(zhǔn)計(jì)算將所述對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，得到所述每一個(gè)區(qū)間關(guān)于所述ADC值和所述光功率值的比例函數(shù)關(guān)系式；其中，所述分段采樣和校準(zhǔn)計(jì)算步驟循環(huán)執(zhí)行直至全部所述區(qū)間處理完畢。作為本技術(shù)方案實(shí)施例的一些優(yōu)選者，采用如下的方式實(shí)現(xiàn)一較佳實(shí)施例中，所述區(qū)間在所述ADC值范圍內(nèi)被分為三個(gè)。一較佳實(shí)施例中，所述第一區(qū)間取其開(kāi)集中的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)并測(cè)量其對(duì)應(yīng)的所述光功率值，得到對(duì)應(yīng)的第一光功率值和第二光功率值；依據(jù)所述第一和第二光功率值即得到該區(qū)間的所述ADC值與光功率值的第一比例關(guān)系；再依據(jù)此第一比例關(guān)系求解出所述第一區(qū)間與第二區(qū)間ADC分界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述第三光功率值；第二區(qū)間其開(kāi)集內(nèi)任取一第四采樣點(diǎn)并測(cè)量對(duì)應(yīng)的第四光功率值，從而得到所述第二區(qū)間的第二比例關(guān)系，以此類推，除了所有區(qū)間之間的分界點(diǎn)以外，自所述第二區(qū)間始均可只采樣一點(diǎn)。作為本技術(shù)方案對(duì)應(yīng)的裝置，可以是如下的方案用于快速光功率校準(zhǔn)的裝置，它包括一驅(qū)動(dòng)模塊，可設(shè)定地驅(qū)動(dòng)所述激光器工作；一光電流回路，實(shí)時(shí)監(jiān)控激光器光功率，并得到一對(duì)應(yīng)光功率值的光電流值；—電壓米樣回路，將所述光電流值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的一米樣電壓；一 A/D轉(zhuǎn)換器，將所述采樣電壓轉(zhuǎn)化為ADC值；以及一數(shù)字處理單元，設(shè)定所述ADC值的區(qū)間，通過(guò)所述ADC值控制所述驅(qū)動(dòng)模塊，采集并處理所述ADC值。此裝置的一較佳實(shí)施例中，所述數(shù)字處理單元采用DSP處理器，并且該數(shù)字處理單元與所述A/D轉(zhuǎn)換器之間采用并行數(shù)據(jù)線連接。本技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是I.整個(gè)系統(tǒng)第一區(qū)間采樣兩個(gè)點(diǎn)，以后每個(gè)區(qū)間僅需要采樣一個(gè)點(diǎn)，即可得到折線型擬合的曲線，較之兩點(diǎn)直線型的方式，本方案可以較準(zhǔn)確地得到非線性的校準(zhǔn)折線，而較之多階函數(shù)擬合的方案，本方案十分簡(jiǎn)單，具有足夠的精確度和快速的校準(zhǔn)結(jié)果，具有很好的適用性。2.按照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)將激光器光功率校準(zhǔn)曲線從三段進(jìn)行折現(xiàn)擬合，可以恰當(dāng)?shù)剡m合其三個(gè)線性度差異比較大的區(qū)間，從而在采樣4個(gè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)快速計(jì)算即可得到校準(zhǔn)曲線，其成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，響應(yīng)迅速。
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明圖I是本發(fā)明方法的一實(shí)施例流程圖；圖2是圖I所示實(shí)施例校準(zhǔn)參數(shù)確定的坐標(biāo)圖示；圖3是圖I所示實(shí)施例的裝置電路示意圖。
具體實(shí)施例方式如

圖1，是本發(fā)明方法的實(shí)施例一流程圖；圖2是圖I所示實(shí)施例校準(zhǔn)參數(shù)確定的坐標(biāo)圖示；圖3是圖I所示實(shí)施例的裝置電路示意圖；結(jié)合此三圖予以說(shuō)明本方案的采用校準(zhǔn)電路連接于激光器LD及其背光電流回路20中，光電流Irop從電壓采樣回路50得到一采樣電壓，其中R2是采樣電阻，而RO和CO構(gòu)成一濾波電路；采樣電壓再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器30轉(zhuǎn)換為ADC值，最終進(jìn)入運(yùn)用DSP的數(shù)字處理單元40進(jìn)行處理。 數(shù)字處理單元40還將按照設(shè)定的ADC值通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊10驅(qū)動(dòng)激光器LD ;所以，通過(guò)數(shù)字處理單元40中利用設(shè)定的ADC值與最終測(cè)量得到的光功率值得到反映“光功率-ADC值”的關(guān)系對(duì)比；實(shí)際測(cè)量中，可以使用已經(jīng)校準(zhǔn)過(guò)的光功率計(jì)讀取相應(yīng)的光功率值。A/D轉(zhuǎn)換器 30與采用DSP的數(shù)字處理單元40通過(guò)8位并行數(shù)據(jù)線連接，具有很快的響應(yīng)速度。本裝置所采用的方法包括了以下的步驟I)區(qū)間劃分I :A/D轉(zhuǎn)換器30具有256的總元素，因此ADC值處于0-255之間，在數(shù)字處理單元40將ADC值范圍按經(jīng)驗(yàn)劃分為三個(gè)相鄰的區(qū)間，從最小者開(kāi)始為第一、第二和第三區(qū)間，分別是
[X1，X2]和[X2，255]，2)分段采樣2 自第一區(qū)間[O, XI]始，取其開(kāi)集(O, XI)的兩點(diǎn)Xa和Xb，然后再測(cè)量ADC為Xa和Xb時(shí)，其激光器功率所對(duì)應(yīng)的值Ya和Yb，確定此一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；3)校準(zhǔn)計(jì)算3 :根據(jù)線性方程Y = K*Xa+B，得到此第一區(qū)間
關(guān)于ADC值和光功率值的校準(zhǔn)參數(shù)BO和KO ；以上第一區(qū)間
的線性方程已經(jīng)確定，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入一個(gè)超限判斷步驟4，此步驟4判斷是否已經(jīng)按順序處理完所有區(qū)間，若否，按照順序進(jìn)入第二區(qū)間[XI，X2]的校準(zhǔn)，重復(fù)以上2)和3)的內(nèi)容，其步驟是在開(kāi)集(X1，X2)上取一個(gè)點(diǎn)Xe，根據(jù)第一區(qū)間
的校準(zhǔn)參數(shù)K O和BO可以算出Xl對(duì)應(yīng)的功率值Y1，再由Xl和Xe兩點(diǎn)可以得到第二區(qū)間[XI，X2]的校準(zhǔn)參數(shù)K1，BI，同理，可以得到第三區(qū)間[X2，255]的校準(zhǔn)參數(shù)K2，B2。直至區(qū)間范圍檢測(cè)已經(jīng)超限，則停止采樣和計(jì)算，進(jìn)入?yún)?shù)輸出步驟5，使所有的校準(zhǔn)參數(shù)可以輸出備用。可見(jiàn)，整個(gè)系統(tǒng)第一區(qū)間采樣兩個(gè)點(diǎn)，以后每個(gè)區(qū)間僅需要采樣一個(gè)點(diǎn)，即可得到折線型擬合的曲線，較之兩點(diǎn)直線型的方式，本方案可以較準(zhǔn)確地得到非線性的折線型校準(zhǔn)曲線，而較之多階函數(shù)擬合的方案，本方案十分簡(jiǎn)單，具有足夠的精確度和快速的校準(zhǔn)結(jié)果，具有很好的適用性。特別地，按照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)X1，X2的設(shè)置將激光器光功率校準(zhǔn)曲線從三段進(jìn)行折現(xiàn)擬合，可以恰當(dāng)?shù)剡m合其三個(gè)線性度差異比較大的區(qū)間，從而在采樣4個(gè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)快速計(jì)算即可得到校準(zhǔn)曲線，其成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，響應(yīng)迅速。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.快速光功率校準(zhǔn)方法，采用校準(zhǔn)電路連接于激光器及其背光電流回路中，讀取其激光器光功率值和對(duì)應(yīng)狀態(tài)下所述光電流的ADC值；其特征在于它順序包括以下步驟1)區(qū)間劃分將所述ADC值范圍按經(jīng)驗(yàn)劃分為至少兩個(gè)相鄰的區(qū)間，按其從小到大的順序分別為第一區(qū)間、第二區(qū)間，以此類推；2)分段采樣自所述第一區(qū)間始，在所述每一個(gè)區(qū)間內(nèi)通過(guò)兩點(diǎn)所述ADC值及其對(duì)應(yīng)的所述光功率值得到該區(qū)間成比例的“ADC-光功率”對(duì)應(yīng)關(guān)系；3)校準(zhǔn)計(jì)算將所述對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，得到所述每一個(gè)區(qū)間關(guān)于所述ADC值和所述光功率值的比例函數(shù)關(guān)系式；其中，所述分段采樣和校準(zhǔn)計(jì)算步驟循環(huán)執(zhí)行直至全部所述區(qū)間處理完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述快速光功率校準(zhǔn)方法，其特征在于所述區(qū)間在所述ADC值范圍內(nèi)被分為三個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述快速光功率校準(zhǔn)方法，其特征在于所述第一區(qū)間取其開(kāi)集中的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)并測(cè)量其對(duì)應(yīng)的所述光功率值，得到對(duì)應(yīng)的第一光功率值和第二光功率值；依據(jù)所述第一和第二光功率值即得到該區(qū)間的所述ADC值與光功率值的第一比例關(guān)系；再依據(jù)此第一比例關(guān)系求解出所述第一區(qū)間與第二區(qū)間ADC分界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述第三光功率值；第二區(qū)間其開(kāi)集內(nèi)任取一第四采樣點(diǎn)并測(cè)量對(duì)應(yīng)的第四光功率值，從而得到所述第二區(qū)間的第二比例關(guān)系，以此類推，除了所有區(qū)間之間的分界點(diǎn)以外，自所述第二區(qū)間始均可只采樣一點(diǎn)。
4.用于快速光功率校準(zhǔn)的裝置，其特征在于它包括一驅(qū)動(dòng)模塊，可設(shè)定地驅(qū)動(dòng)所述激光器工作；一光電流回路，實(shí)時(shí)監(jiān)控激光器光功率，并得到一對(duì)應(yīng)光功率值的光電流值；一電壓米樣回路，將所述光電流值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的一米樣電壓；一 A/D轉(zhuǎn)換器，將所述采樣電壓轉(zhuǎn)化為ADC值；以及一數(shù)字處理單元，設(shè)定所述ADC值的區(qū)間，通過(guò)所述ADC值控制所述驅(qū)動(dòng)模塊，采集并處理所述ADC值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于快速光功率校準(zhǔn)的裝置，其特征在于所述數(shù)字處理單元采用DSP處理器，并且該數(shù)字處理單元與所述A/D轉(zhuǎn)換器之間采用并行數(shù)據(jù)線連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種快速光功率校準(zhǔn)方法，采用校準(zhǔn)電路連接于激光器及其背光電流回路中，讀取其激光器光功率值和對(duì)應(yīng)狀態(tài)下所述光電流的ADC值；其特征在于它將ADC值范圍按經(jīng)驗(yàn)劃分為至少兩個(gè)相鄰的區(qū)間，按其從小到大的順序分別為第一、第二區(qū)間等；自第一區(qū)間始，在每一個(gè)區(qū)間內(nèi)通過(guò)兩點(diǎn)ADC值及其對(duì)應(yīng)的光功率值得到該區(qū)間成比例的“ADC-光功率”對(duì)應(yīng)關(guān)系；再?gòu)膶?duì)應(yīng)關(guān)系得到每一個(gè)區(qū)間關(guān)于ADC值和光功率值的比例函數(shù)關(guān)系式；其中，分段采樣和校準(zhǔn)計(jì)算步驟循環(huán)執(zhí)行直至全部區(qū)間處理完畢。較之兩點(diǎn)直線型的方式，整個(gè)系統(tǒng)可以較準(zhǔn)確地得到非線性的校準(zhǔn)折線，而較之多階函數(shù)擬合的方案，本方案十分簡(jiǎn)單，具有足夠的精確度和快速的校準(zhǔn)結(jié)果，具有很好的適用性。
文檔編號(hào)H01S5/02GK102610996SQ201210017719
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者彭慧耀, 李發(fā)明, 林 智, 林永輝, 章可循, 葛軍華, 高全川 申請(qǐng)人:廈門優(yōu)迅高速芯片有限公司