《本科毕业设计论文 智能化光时域反射仪的设计研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《本科毕业设计论文 智能化光时域反射仪的设计研究（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 学 号： 题目类型： 论文 (设计、论文、报告 )桂 林 理 工 大 学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本 科 毕 业 设 计 (论 文 )题目： 智能化光时域反射仪的设计研究 （本论文版权为学校所有，若要引用，请注明出处 ） 学 院： 信息科学与工程学院 专业(方向)： 信息检测 班 级： 电信 08-3 班 学 生： 屠晨晨 指 导 教 师 ： 陆绮荣 2012 年 5 月 14 日桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文I摘 要光纤通信是以光波作载波以光纤为传输媒介的通信方式。光纤通信有传输频宽，通信容量大，传输距离远，损耗小，抗电磁干扰能力
2、强等优点而成为现代主要的通信方式之一。随着光纤通信的迅猛发展，光纤测试技术也成为光纤通信中很重要的一项技术。其中光时域反射仪是光纤测试领域使用频率很多的一块仪表，由于它可以测量光纤的长度，光纤的链路衰减以及故障点的准确定位，具有测试时间短，速度快，准确度高等优点而广泛的使用于光缆线路的施工和维护中。然而现在的光时域反射仪都是专用仪表，价格昂贵，功能单一，扩展性差。利用虚拟仪器技术可以很好地解决这些问题。本文采用虚拟仪器技术对光时域反射仪进行设计研究。研究的内容有：光时域反射仪工作原理，硬件电路设计，虚拟仪器程序设计，瑞利散射，菲涅尔反射以及光在光 纤 中 传 输 时 产 生 的 背 向 散 射
3、 光 来 获 取 衰 减 信 息 的 基 本 原 理 。 通 过 设 计 研 究 得 出结 论 ： 基 于 虚 拟 仪 器 技 术 的 光 时 域 反 射 仪 的 精 度 可 以 达 到 很 高 ， 满 足 光 纤 通 信 系 统的 测 试 。 另 外 ， 由 于 虚 拟 仪 器 技 术 基 于 计 算 机 平 台 ， 可 以 很 方 便 的 扩 展 各 种 功 能 ，可 以 实 现 采 集 信 息 的 处 理 、 存 储 以 及 网 络 传 输 ， 体 现 了 光 时 域 反 射 仪 智 能 化 的 特 点 。关键词：光时域反射仪；虚拟仪器；瑞利散射；菲涅尔反射桂 林 理 工 大 学 本 科
4、 毕 业 设 计 论 文IIDesign and reseach of intelligent optical time domain reflectometerStudent:TU Chen-chen Teacher:LU Qi-rongAbstract：Optical fiber communication based on light waves for the carrier and the optical fiber as the transmission medium of communication.The advantages of optical fiber communic
5、ation is wide transmission frequency bandwidth, large transmission capacity, long transmission distance, low loss and strong ability of anti-electromagnetic interference to become one of the modern major communication. With the rapid development of optical fiber communication, fiber optic testing te
6、chnology has also become a very important technology in the optical fiber communication . Among this,the OTDR has high using frequency in the field of fiber optic test,as it can measure the length of the optical fiber, optical fiber link attenuation and the exact location of the point of failure and
7、 has the advantages of short test time,fast test speed, high test accuracy,so it has widely used in the construction and maintenance of fiber optic cable line. However, the OTDR are special instruments, they are expensive, single function, poor scalability. The virtual instrument technology can solv
8、e these problems.This paper is designing and studying the OTDR with virtual instrument technology. The content of the study has OTDR work study,hardware circuit design,virtual instrument program design,Rayleigh scattering, Fresnel reflection and the backward scattered that generated in the transmiss
9、ion of light in optical fibers to obtain the attenuation informations work.Concluded through the research:the OTDRs accuracy can reach very high base on virtual instrument technology, meet the test of optical fiber communication system. In addition, the virtual instrument technology based on compute
10、r platform, can easily expand the various functions,can achieve collection of information processing, storage and network transmission, reflecting theintelligent features of the OTDR.Key words：OTDR;Virtual instrument; Rayleigh scattering; Fresnel reflection桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文III目 次摘要Abstract
11、 1 引言 12 瑞利散射和菲涅尔反射 32.1 瑞利散射 32.2 菲涅尔反射 32.3 背向散射 53 光时域反射仪的工作原理 63.1 光纤中的散射与反射 63.2 测试光波长 73.3 脉冲宽度与脉冲周期 73.4 动态范围 83.5 采样分辨率 84 硬件电路设计 94.1 脉冲产生电路 94.2 激光器电路 104.2.1 半导体激光器介绍 104.2.2 激光器电路设计 104.2.3 电压跟随器 124.3 光环型器 124.4 光电检测器134.4.1 PIN 光电二极管 134.4.2 前置放大器 144.4.3 光电检测器电路设计 144.4.4 接收机的动态范围 175
12、 虚拟仪器设计 19 5.1 虚拟仪器介绍 195.2 虚拟仪器数据采集卡 19桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文IV5.3 虚拟仪器程序设计 195.3.1 数字滤波器设计 195.3.2 公式节点 205.3.3 数据捆绑 215.3.4 属性节点 225.3.5 虚拟仪器整体设计235.4 光时域反射仪信号仿真 256 总结 28致谢 29参考文献 30桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文11 引言光纤通信作为现代通信技术的主要通信方式之一，有着传输距离远、频带宽、容量大、抗电磁干扰能力强等优点。随着光纤通信技术的不断成熟，设备成本的不断降低，光纤通信将会全面取代现有的以金属导线为媒介的通信方式成为有线通信的主流。所以如何在生产、施工、使用和维护中对光纤测试正成为一项重要的技术。目前，对光纤测试常用仪表有光功率计、稳定光源、光万用表、光时域反射仪(OTDR)和光故障定位仪。而光时域反射仪则是光纤测试技术中使用频率很多的一块仪表，它可测量光纤长度、光纤的链路衰减、接头衰减和故障定位，具有测试时间短、速度快、精度高等优点。所以光时域反射仪是光纤通信的重要仪表，在科研、生产、施工、维护等光通信邻域发挥着至关重要的作用。然而，光时域反射仪都是专用的仪表，价
