AV6334光功率计用户手册.doc

AV6334型光功率计用户手册中国电子科技集团公司第四十一研究所AV6334型光功率计用户手册AV2.715.0014SS拟 制: 审 核: 标准化: 批 准: 中国电子科技集团公司第四十一研究所前 言非常感谢您选择、使用中国电子科技集团公司第四十一研究所生产的AV6334型光功率计！本所产品集高、精、尖于一体，在同类产品中质量性价比最高，为方便您使用，请仔细阅读本手册。我们将以最大限度满足您的需求为己任，为您提供高品质的测量仪器，同时带给您一流的售后服务。我们的一贯宗旨是“质量优良，服务周到”，提供满意的产品和服务是我们对用户的承诺，我们竭诚欢迎您的垂询，垂询电话：服务咨询0552-4072248技术支持量监督 真 址 电子信箱 地 址 安徽省蚌埠市华光大道726号101信箱邮 编 233006本手册介绍了中国电子科技集团公司第四十一研究所生产的AV6334型光功率计的用途、性能特性、基本工作原理、使用方法、使用注意事项等，以帮助您尽快熟悉和掌握仪器的操作方法和使用要点。请仔细阅读本手册，并正确按照书中指导操作。由于时间紧迫和笔者水平有限，本手册错误和疏漏之处在所难免，恳请各位用户批评指正！由于我们的工作失误给您造成的不便我们深表歉意。声明：本手册是AV6334型光功率计用户手册第一版，版本号是AV2.715.0014SS/0.0本手册中的内容如有变更，恕不另行通知。本手册内容及所用术语解释权属于中国电子科技集团公司第四十一研究所。本手册版权属于中国电子科技集团公司第四十一研究所，任何单位或个人非经本所授权，不得对本手册内容进行修改或篡改，并且不得以赢利为目的对本手册进行复制、传播，违者中国电子科技集团公司第四十一研究所保留对侵权者追究法律责任的权利。目录第一章 概述 - 1第一篇 使用说明 - 2第二章 操作指导 - 3第一节 前面板结构特征 - 3第二节 后面板结构特征 - 4第三节 操作方法 -4第二篇 技术说明 - 10第三章 工作原理与技术参数 - 11第一节 工作原理 - 11第二节 技术参数 - 12第三篇 维修说明 - 14第四章 维护与维修 - 15第一节 注意事项 - 15第二节 维修与校准 - 15第一章 概述第一章 概述1 仪器概要AV6334型光功率计是一种高智能化、高精度、高灵敏度的光功率计，可进行宽动态范围、高精度光功率测量和高分辨率的损耗测量，广泛用于光通信设备、光纤、光无源器件的测试，具有功率范围宽、性价比高、可靠性好、操作简单、测试精度高等特点。2 仪器构成AV6334型光功率计根据其通道装配的探测器材料不同分为五种类型，如表1-1所示。表1-1 AV6334型光功率计的类型类型特性双通道单通道AV6334A型AV6334B型AV6334C型AV6334D型AV6334E型通道1通道2通道1通道2通道1通道2通道1通道2通道1通道2探测器材料InGaAsSiInGaAsInGaAsSiSiInGaAs/Si/波长范围10001650nm400999nm8001650nm8001650nm4001100nm4001100nm8001650nm/4001100nm/AV6334型光功率计基本组成如表1-2所示。表1-2 AV6334型光功率计基本组成项目名称数量主机AV6334型光功率计1标配附件电源线FC型光输入接头用户手册12(A,B,C),1(D,E)1选配附件SC/ST/UI型光输入接头各2本手册共分四章。第一章介绍AV6334型光功率计的特点、用途、类型和基本组成。第二章介绍AV6334型光功率计的前、后面板特征和操作指导。第三章介绍AV6334型光功率计的工作原理和技术参数。第四章介绍AV6334型光功率计的维护和简单的维修方法。我们衷心希望中国电子科技集团公司第四十一研究所能为您的工作带来方便和快捷。使用中如有任何问题，欢迎您与我们联系。- 1 -第一篇 使用说明第一篇 使用说明- 16 -第二章 操作指导第二章 操作指导 第一节 前面板结构特征AV6334型光功率计前面板结构如图2-1所示。图2-1 前面板示意图（1）【电源开关】按下，电源开启；再次按下，电源关闭。（2）【参考】按下该键后，当前输入光功率以dBm形式存储于机内，作为相对测量参考功率值REF。（3）【dB】按下该键后进入相对测量方式，显示当前输入功率值与参考功率值之间的相对值。（4）【dBm/W】线性和对数测量方式切换键，仪器开机默认为对数测量方式。（5）【保持】量程自动/量程保持切换键。当处于量程自动状态时，按下该键后显示屏显示HOLD，此时仪器处于量程保持状态，不随输入光改变而切换量程；再次按下该键后，显示HOLD消失，仪器回到量程自动切换状态。（6）【波长】快捷波长切换键。仪器开机后显示当前工作波长为用户自定义波长，按下该键后，当前工作波长将在用户自定义波长和和三个系统波长之间切换。（7）【调零】调零键，微弱光功率测试时按该键可补偿电噪声。按下该键后，显示屏显示ZERO-。在调零过程中其他各键一律不起作用（电源开关键除外）。（8）【通道1】、【通道2】通道1及通道2光输入接口。（9）【运行】应用功能执行或停止，显示测量状态。（10）【】、【】调整键，对选中的字符或数字进行编辑。（11）【t】、【u】方向键，用于选择所要编辑的字符或数字。（12）【方式】进入或退出分光比测试功能。仅AV6334B型、AV6334C型有此功能。（13）【参数】用户自定义波长、相对测量参考功率值REF、用户校准因子CAL、平均AVG、GPIB地址、配置SYSCODE、时钟CLOCK等参数选择键。选中参数后，可通过方向键【t】、【u】和调整键【】、【】对参数进行编辑。其中配置SYSCODE参数不可调整。AV6334B型、AV6334C型另有分光比设定CPLR参数。（14）【应用】极值（MAX、MIN、DIF）测试、存储STORE、回看RECALL、串口RS232数据输出等功能选择。（15）【通道 本地】通道1/通道2切换和GP-IB远控/本地切换键。非GP-IB远控状态时按下该键后可更改所选通道，GP-IB远控状态下按该键则退出远控，回到本地控制状态。（16）【LCD显示屏】显示功率值和仪器各种参数。第二节 后面板结构特征AV6334型光功率计后面板结构如图2-2所示。图2-2 后面板示意图（1）【交流220V】 标准三芯电源插座。（2）【GP-IB】 GP-IB接口插座。（3）【2A】 保险丝座，内装保险丝，额定电流为2A。（4）【RS232】 RS232串口通信接口插座。（5）【监视输出】模拟输出功能接口。第三节 操作方法1 测量1.1 开机状态仪器通电之前检查保险丝座内是否有保险丝，然后接上电源线。开机后仪器自检，显示图标、软件版本号等信息后进入测量状态，此时显示屏显示仪器当前状态如下：CH1 17:021310nm 1310nm -25.00 dBm -8 UNDER（1） CH1：当前测量通道指示。（2） 17:02：仪器系统时钟指示。（3） 1310nm：当前测量波长指示。（4） -25.00：当前测量光功率。（5） dBm：对数测量方式下的单位指示。（6） -8：当前量程档指示，量程中时显示光功率测量值。（7） UNDER：当前量程状态指示，UNDER表示欠量程，OVER表示超量程。1.2 波长的确定和选取由于PIN管对光谱响应并非平坦直线，当被测光波长与所选波长不相同或差别过大时，测量会产生误差（各个波长点都有其对应的波长补偿因子），为了测量功率的准确性，测量前应设置输入光的中心波长。AV6334光功率计在参数中的波长为用户自定义波长，可通过【t】、【u】方向键和【】、【】调整键手动设置。AV6334光功率计开机后直接调用参数中的波长值作为当前测量用的工作波长。另外，AV6334光功率计还设置了三个快捷波长点，快捷波长点为系统波长，由系统内置不可更改。使用【波长】键可更改当前测量用的工作波长，在用户自定义波长及三个快捷波长间切换。当用户在参数中更改用户自定义波长时，当前测量用的工作波长将立即变换为用户自定义波长并随用户的更改而改变。用户自定义波长值修改后立即生效并自动存储，供下次开机后调用。下表为各类型的AV6334光功率计的系统波长点值和用户自定义波长点初始值。类型波长通道1通道2系统波长用户自定义波长初始值系统波长用户自定义波长初始值AV6334A1300/1310/1550nm1310nm650/850/980nm850nmAV6334B850/1310/1550nm1310nm850/1310/1550nm1310nmAV6334C650/850/980nm850nm650/850/980nm850nmAV6334D850/1310/1550nm1310nm/AV6334E650/850/980nm850nm/1.3 测量方式的选择根据测量需要，在测试过程中可以按【dBm/W】和【dB】键选择测量方式。仪器开机默认测量方式为绝对测量方式，绝对测量方式下的光功率有两种表示方法，其一是对数表示法，以dBm为功率单位，另一种是线性表示法，以W、mW、uW、nW或pW等为单位，按【dBm/W】键可在这两种功率表示法间切换。对数值（dBm）10log（测量线性值1 mW）按【dB】键可进入相对测量方式，测量单位为dB，此时显示的相对功率值是按下【dB】键后的输入绝对功率与仪器所设的参考功率值REF（默认值为0 dBm）之间的差值。在无光功率输入的情况下按【dB】键，屏幕将显示“dB”。如果相对值小于10 dB，则分辨率可达0.001 dB；如果相对值大于或等于10 dB，则分辨率为0.01 dB。这种测量方式可以方便地进行光功率衰减测试。对于AV6334B型、AV6334C型光功率计，方式键可用于选择分光比测试功能，按下该键进入分光比测试状态，此时屏幕左上显示通道为CH1/CH2，屏幕左侧显示分光比值（通道1和通道2输入光功率总和中的通道1所占比例），单位为 ，右侧显示分光损耗（通道1和通道2输入光功率总和的相对变化），单位为dB。分光比测试状态下除方式键以外其他键均不可使用。再次按下方式键，仪器退出分光比测试状态，回到绝对对数功率测量方式。1.4 参考的设置在进行相对功率测量时，显示的是当前入射光功率与参考功率值之间的差值。对于参考值，仪器默认值一般为0 dBm。用户可以根据需要设置参考功率值，设置方法有两种，一种是按【参考】键将当前的功率值快速设为参考功率值，此时参数中的参考值REF也将由0 dBm变为重新设定的值。需要注意的是，这种设置方法一定要在有光输入且光功率值为一确切值的情况下进行，否则按【参考】键的操作将无效。另一种是在参数中选择REF项，然后通过【t】、【u】方向键和【】、【】调整键更改参考值，这种方法可以在任何情况下进行更改。AV6334光功率计参考值设置范围为-99.999dBm+99.999dBm。在设定好参考值之后，就可以进行相对测量了。1.5 保持的使用在测量过程中，若输入光功率大小始终处于某个量程档内，则可按【保持】键将仪器量程保持不变，这样可以避免仪器频繁换档，减小换档带来的测量误差，同时可提高测量速度。1.6 调零调零主要是为了消除光探测器的暗电流及噪声所产生的等效功率，因此在测量微弱光功率（光绝对功率小于-50 dBm）时最好对仪器进行调零。调零应该在遮光情况下进行（光功率输入端盖上黑色保护帽），按【调零】键即可。此时LCD显示 “ZERO-”字样，整个调零过程大约10秒钟，调零过程中其余各键均不起作用（电源开关除外），结束后自动返回原工作状态。1.7 用户校准因子及平均的设置用户校准因子的设置是为了进行整机的系统校准，若经过计量，整机系统的误差为-0.80dB，则可以将+0.80dB的校准因子输入整机来消除该系统误差。首先按【参数】键选择校准因子CAL，然后使用【t】、【u】方向键和【】、【】调整键来设置校准因子，校准因子的设定范围为-99.999dB+99.999dB。用户校准因子对全波长范围均有效，用户需谨慎修改。在参数中还有一个平均功能选项，通过【】、【】调整键来进行设置。其中，OFF为关闭平均功能，ON为开启平均功能，开启后按【运行】切换回状态显示LCD将显示“AVG”，特殊情况下可以滤除噪声，提高测量准确度。1.8 时钟的设定参数中可以通过【t】、【u】方向键和【】、【】调整键对时钟（CLOCK）进行设定。时钟的设定为24小时制。在MAX、MIN和DIF应用功能中，时钟可作为计时器使用，当运行这三个功能时，时钟归零开始计时，最大值为99:59。1.9 应用功能的使用AV6334除了可以进行光功率的绝对、相对测量外，还设置了一些比较有用的功能，这些功能有极值MAX、MIN和DIF的测定，数据存储STORE功能，存储回看RECALL功能，串口RS232数据输出功能。按【应用】键选择极值测试功能后，按【运行】键就可以实现该功能，再按【运行】键则停止该功能的测试。极值MAX、MIN和DIFF主要是测试在该功能运行过程中，仪器测得的光功率与运行瞬间测得的输入光功率的最大正偏差、最小负偏差以及它们二者之间的差值，用户可以使用这个功能对输入光进行即时稳定度的测试（建议用户使用DIF测试，效果会更好）。测试所得到的结果均为相对值（dB），显示在该功能指示的右侧。数据存储STORE功能可以在除分光比外任何测量方式下进行，按【应用】键选择该功能，每按一下【运行】键存储一个数据，此时LCD上显示RUN字样，当RUN消失后表明数据已经存储完毕，在该功能指示的右侧将显示所存储数据的序号以及数值，此功能支持100个数据的存储容量，存储时自动按顺序编号存在内部RAM中。存满100个数据后，再存储数据时将自动清除所存数据存第一个开始存储。存储回看RECALL功能是针对存储功能而设的。选择该功能后，在功能指示的右侧将显示最后一次存储数据的序号和数据，通过【t】、【u】、【】、【】调整键可以查看所有存储的数据。【运行】键除用作以上应用功能开启关闭以外，在参数调整状态下还可以通过它跳出调整状态显示通道的保持和平均状态信息。存储回看RECALL功能是针对存储功能而设的。选择该功能后，在功能指示的右侧将显示最后一次存储数据的序号和数据，通过【t】、【u】、【】、【】调整键可以查看所有存储的数据。串口RS232数据输出功能，通过【】、【】调整键可开启或关闭此功能。当此功能开启后，仪器将从串口向外发送显示数据。1.10 GP-IB接口功能AV6334型光功率计的GP-IB接口符合IEEE-488标准接口要求，所有功能都可程控，可用在自动测试系统中进行自动测试。1.10.1 接口功能本仪器的接口功能设置如表2-1：表2-1 接口功能功能代号说 明SH1源挂钩功能AH1受者挂钩功能L4基本听者功能T5基本讲者功能SR0无服务请求功能PP0无并行点名功能RL1有本控/远控选择功能DT0无器件触发功能DC0无器件清除功能C0无控功能1.10.2 程控地址选择 AV6334型光功率计系统参数提供了十进制编码地址，范围从0130可选，默认值为01。1.10.3 程控代码输入信息本仪器可接受如表2-2所列程控代码,代码输入顺序不受限制。对于AV6334A、AV6334B、AV6334C型，所有输入程控代码前须加前缀CH1或CH2或CH&，表示选择的通道。CH1表示选择通道1，CH2表示选择通道2，CH&表示两通道同时选择。对于AV6334D、AV6334E型，所有输入程控代码前须加前缀CH1表示选择通道1。表2-2 输入程控代码功能内容代码调零自动调零Z显示方式“W” 方式“dBm”方式“dB”方式U1U0U2量程自动保持: 0 dBm -10 dBm -20 dBm -30 dBm -40 dBm -50 dBm -60 dBm -70 dBm -80 dBmBH0H1H2H3H4H5H6H7H8平均加平均不加平均E0E1校准因子1设定校准因子D口口口口口口参考2设置参考值K口口口口口口设置显示值为参考值R0波长3波长设置W口口口口显示输出显示数据输出P?显示当前量程和量程状态N?存储数据输出S?注1：校准因子输入格式是CH1D口口口口口口，其中D后首位为符号位，26位为校准因子数值，小数点约定为在第3、4位中间，如 “CH1D-01234”，则表示把通道1的校准因子设定为-1.234dB。注2：参考值的输入格式是CH1K口口口口口口，其中K后首位为符号位，26为参考值数值，小数点约定为在第3、4位中间，如“CH2K-12345”，则表示把通道2的参考值设定为-12.345dBm。注3：波长的输入格式是CH1W口口口口，其中W后四位为波长设定值，如“CH1W0980”，则表示把通道1的波长值设定为980nm。 输出信息a. 对于输入命令“CH1P?”，仪器输出通道1的显示数据，共41个字符。根据测量方式不同，输出格式为多种，典型格式如格式1：“CH1P:-12.34dBm口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1P:- 0.001dB口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1P: 0.845nw口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1P:-12.34dBm口口口口CH2P:-56.78dBm口口口CH1P:- 0.001dB口口口口CH2P:-56.78dBm口口口CH1P: 0.845nw口口口口CH2P:-56.78dBm口口口CH1P: 567/1000口口口口CH2P:- 0.021dB口口口CH1N:AT-8 UNDER口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1N:HD-2 OVER口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1N:HD-3 OK口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1N:AT-4 OK口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1N:AT-8 UNDER口口CH2N:HD-4 OVER口口口口口CH1S021:-12.34dBm口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1S-NULL-口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口CH1S001:-12.34dBm口CH2S021:-56.78dBmCH1S-NULL-口CH2S021:-56.78dBm口口口口口口口口口口口口口口口口NO口DATA口口口口口口口口口口口口口口口口”表示指令不正确。注：以上四条中的“口”均表示空格。1.11 RS232接口功能本仪器的RS232接口设置为：数据位为8位，停止位为1位，无奇偶校验位，波特率为固定19200 bit/s。本仪器的RS232接口的数据输出信息与第1.10条中a的输出信息格式一致。1.12 模拟输出功能模拟输出功能即监视输出功能，相当于一个简易的低频O/E变换器，其接口是BNC型插座，在此测得的输出电压与输入的光功率瞬时值成正比。在输入调制光信号的情况下，可以借助示波器通过该BNC插座监视其波形和幅值。2 光输入接口AV6334光功率计的光输入端配置了多种光输入连接器（FC/SC/ST/UI），用户可以根据需要自己手动安装。在进行光功率测量时，建议根据被测光的输出连接器来选择本仪器输入端的连接器，这样可稳定、准确地测得其功率。如果被测光是从裸光纤端面输出的，则要用裸光纤连接器将光纤夹好后再插入光输入端，再进行光功率的测量。第二篇 技术说明第二篇 技术说明第三章 工作原理与技术参数第三章 工作原理与技术参数第一节 工作原理1 光功率计基本原理光功率计广泛应用于光通信设备，光电武器装备的测试。光功率的测量方法目前有两种：一种是热转换型方式，利用黑体吸收光功率后温度的升高来计算光功率的大小，这种光功率测量方法的优点是光谱响应曲线平坦、准确度高；缺点是成本高，响应时间长，因此，一般被用来作为标准光功率计。另一种是半导体光电检测方式，利用半导体PN结的光电效应，主要有PIN光电二极管和APD雪崩二极管，APD因具有雪崩放大作用，响应度高，但附加噪声大，偏置电压高，温度稳定性差，结构复杂且价格高。AV6334光功率计是以PIN管作为光电探测器的。 光功率计的基本原理框图如图3-1所示。PIN放大电路A/D变换数据处理显示输入光图3-1 光功率计基本原理框图PIN管接收光输入后，由于价带中电子吸收了光子而跃迁到导带，产生一个电子空穴对，若在耗尽区产生，那么在自建电场（PIN管一般采用零偏压）的作用下，电子向n区漂移，空穴向p区漂移，产生了与输入光功率成正比的电流信号，经I/V变换、程控放大电路等电路放大到一定的电压，然后再经A/D变换器变换成数字信号后送CPU进行数据处理与校准，用软件完成对数转换计算，最后得到被测光功率的线性值和对数值，并将结果显示出来。光电探测器（PIN管）是光功率测量的核心器件，为了提高光功率计的灵敏度和动态范围，就要设法抑制光电探测器及其接收电路的噪声，提高信噪比。目前使用的PIN管材料主要有Si、Ge、InGaAs等几种，覆盖了从400nm到1800nm的波长范围。程控I/V变换程控低通补偿放大A/D变换1. 光电变换(PIN)CPU控制处理系统键盘显示光输入GP-IB通信串口通信PCPC程控I/V变换程控低通补偿放大2. 光电变换(PIN)光输入2 AV6334光功率计的工作原理AV6334型光功率计的工作原理框图如图3-2所示。图3-2 AV6334型光功率计工作原理PIN管将被测光功率转换成与之成正比的光电流，再由程控I/V转换电路转变成一定的电压信号，此电压信号经程控低通、补偿放大后，由A/D变换器得到表示光功率大小的数字量，送CPU控制处理系统进行数据处理，最后送LCD显示。CPU控制处理系统还根据按键的操作进行各种处理。第二节 技术参数1 技术参数章条号类型技术参数AV6334AAV6334BAV6334CAV6334DAV6334E通道1通道2通道1通道2通道1通道2通道1通道2通道1通道21.1波长范围1 (nm)10001650400999800165040011008001650/4001100/1.2功率范围2(dBm)+10-80+10-80/+10-80/1.3功率准确度3(-25.00dBm)0.2dB(1310/1550nm)0.2dB(850nm)0.2dB(1310/1550/850nm)0.2dB(1310/1550/850nm)0.2dB(850nm)0.2dB(850nm)0.2dB(1310/1550/850nm)/0.2dB(850nm)/功率准确度4(+10dBm-80dBm)0.5dB50pW(1310nm)0.5dB50pW(850nm)0.5dB50pW(1310nm)0.5dB50pW(1310nm)0.5dB50pW(850nm)0.5dB50pW(850nm)0.5dB50pW(1310nm)/0.5dB50pW(850nm)/1.4通道一致性5(-25.00dBm)/0.1dB(1310/1550/850nm)0.1dB(850nm)/1.5数据输出速率64个/秒2个/秒注1：波长范围为8001650nm或10001650nm的通道装配有长波长光电探测器，波长范围为400999nm或4001100nm的通道装配有短波长光电探测器。注2：功率范围为测量显示范围。注3：功率校准点处的准确度的测试条件：当天校准，环境温度235，恒温，FC适配器，连续波。注4：功率范围内的准确度的测试条件：环境温度040，恒温，FC适配器，连续波。注5：功率校准点处的通道一致性的测试条件：当天校准，环境温度235，恒温，FC适配器，连续波。注6：数据输出速率指输出数据个数总和除以所耗时间