光时域反射仪的制作方法

1.本实用新型涉及光纤检测设备技术领域，尤其涉及光时域反射仪。


背景技术：

2.光时域反射仪属于光学领域，是通过对测量曲线的分析，了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器，它根据光的后向散射与菲涅耳反向原理制作可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况。
3.现有的光时域反射仪多为传统架构的进口设备，购买价格高、体积大、功耗高、计算速度慢，一般会使用外差探测来提高信噪比，这样放大信噪比也会增加额外噪声的引入，影响工作人员现场作业，所以本技术提出光时域反射仪，用以解决上述所提到的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有光时域反射仪价格高、体积大、功耗高、计算速度慢以及噪声较大影响工作人员现场作业的问题，而提出的光时域反射仪。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.光时域反射仪，包括电源、光源、定向耦合器、模数转换模块、放大器、数字信号处理模块、数据显示模块和数据输出模块，所述电源分别与数字信号处理模块、数据输出模块连接、光源，所述光源与定向耦合器连接，所述数据输出模块与数字信号处理模块连接，所述数字信号处理模块与数据显示模块、放大器连接，所述放大器与模数转换模块连接，所述模数转换模块与定向耦合器连接。
7.优选的，所述电源包括锂电池、锂电池充电电路、电源开关稳压电路、低噪低静态优化电路；
8.锂电池充电电路包括型号为lp4056的线性充电器ic1，ic1的引脚4和引脚8连接，ic1的引脚4连接有r1，r1的另一端与输入电源连接，ic1的引脚6连接有r13和d-b，ic1的引脚7连接有r12和d-r，d-b与d-r的另一端与ic1的引脚4连接，ic1的引脚7连接有r7，r7的另一端和mcu的ic3-57连接，ic1的引脚5与锂电池正极连接，ic1的引脚5连接有c1和c2，ic1的引脚5和x1的引脚1连接，ic1的引脚3与x1的引脚2连接，c1、c2的另一端与x1的引脚2连接并接地，ic1的引脚2连接有r9并与线性充电器ic1的引脚3连接，ic1的引脚1与ic1的引脚3连接；
9.电源开关稳压电路包括型号为lt1930a的sot-23开关稳压器l7，l7的引脚1连接有d6和l14，l7的引脚4和引脚5与 va连接，l14的另一端与 va连接，l7的引脚2接地，l7的引脚3连接有r57和r58，r57的另一端与d6连接，r58与r57相远离的一端并联有c120、c5、c16、c42、c43、c102、c103、c104、c105和c106，c106的一端与t10和 vb连接，c106的另一端接地；
10.低噪低静态优化电路包括型号均为rt9193的线性稳压器l3和l9，l3的引脚1与 va连接，l3的引脚2接地，l3的引脚3连接有r23并与mcu的ic3-62连接，r23的一端连接有r22，并与l3的引脚2连接，l3的引脚5连接有r6并与 vf连接，l3的引脚4连接有c10并接地，l9的
45、ic3-46、ic3-34、ic3-26、ic3-23、ic3-25、ic3-24、ic3-18、ic3-17、ic3-15、ic3-9、ic3-16、ic3-55、ic3-80、ic3-79、ic3-78、ic3-77、ic3-65、ic3-93和ic3-92连接。
16.优选的，所述数据输出模块包括usb转串口电路，usb转串口电路包括型号为ch304t的usb总线转接芯片ic8，ic8的引脚3与txd连接，ic8的引脚4与rxd连接，ic8的引脚5连接有c6并接地，ic8的引脚6连接有r75并与型号为mk5p的usb母头的引脚3，ic8的引脚7与usb母头的引脚2连接，usb母头的引脚1与vcc连接，usb母头的引脚5和引脚a接地，r75的另一端连接有r5并与dm连接，ic8的引脚7连接有r3并与dp连接，ic8的引脚8接地，ic8的引脚9和引脚10连接有x4，x4的两端分别连接有c112和c8，x4的一端接地，ic8的引脚19与 vb连接。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.1、采用新型架构，利用检测光纤中的后向散射光，计算分析得到光纤的相关信息，方便工作人员诊断修复光纤；
19.2、型号为stm32f407vet6的微处理器mcu控制着整个系统的运行和工作，对输入的数据进行计算和分析再输出，mcu支撑所有arm单精度数据处理指令和数据类型，具有高达84mhz的运行频，大大提高光时域反射仪本体的计算速度；
20.3、为系统提供电能的电源设置有锂电池充电电路、电源开关稳压电路、低噪低静态优化电路，电能供给稳定，具有充电提醒、过滤电流杂波、降低噪声等功能，减少噪声对仪器测量的影响；
21.4、mcu具有一套全面的省电模式允许设计低功耗应用，线性充电器、开关稳压器、线性稳压器和el灯驱动芯片等均具有体积小，耗能低、输出稳定的特点，使光时域反射仪本体体积小巧易携带，节约成本。
22.本实用新型采用新型架构，通过使用高效微处理器、具有滤波降噪功能的电源以及具有体积小、耗能低、输出稳定的电路器件，改善传统光时域反射仪的缺点，实现了光时域反射仪成本降低、体积减小、计算速度提升、减少噪声对工作人员现场作业影响的目的。
附图说明
23.图1为本实用新型提出的光时域反射仪的整体结构框图；
24.图2为本实用新型提出的光时域反射仪的锂电池充电电路图；
25.图3为本实用新型提出的光时域反射仪的电源开关稳压电路图；
26.图4为本实用新型提出的光时域反射仪的低噪低静态优化电路图；
27.图5为本实用新型提出的光时域反射仪的el发光驱动电路图；
28.图6为本实用新型提出的光时域反射仪的usb转串口电路图；
29.图7为本实用新型提出的光时域反射仪的模数转换电路图；
30.图8为本实用新型提出的光时域反射仪的系统控制电路图；
31.图9为本实用新型提出的光时域反射仪的屏幕排线电路图；
32.图10为本实用新型提出的光时域反射仪的信号放大电路图。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.实施例一
35.请参阅图1，光时域反射仪，包括电源、光源、定向耦合器、模数转换模块、放大器、数字信号处理模块、数据显示模块和数据输出模块，电源分别与数字信号处理模块、数据输出模块连接、光源，光源与定向耦合器连接，数据输出模块与数字信号处理模块连接，数字信号处理模块与数据显示模块、放大器连接，放大器与模数转换模块连接，模数转换模块与定向耦合器连接。
36.实施例二
37.请参阅图1-10，本实用新型提供一种技术方案：光时域反射仪，包括电源、光源、定向耦合器、模数转换模块、放大器、数字信号处理模块、数据显示模块和数据输出模块，电源分别与数字信号处理模块、数据输出模块连接、光源，光源与定向耦合器连接，数据输出模块与数字信号处理模块连接，数字信号处理模块与数据显示模块、放大器连接，放大器与模数转换模块连接，模数转换模块与定向耦合器连接，电源包括锂电池、锂电池充电电路、电源开关稳压电路、低噪低静态优化电路，电能供给稳定，具有充电提醒、过滤电流杂波、降低噪声等功能，减少噪声对仪器测量的影响；锂电池充电电路包括型号为lp4056的线性充电器ic1，ic1的引脚4和引脚8连接，ic1的引脚4连接有r1，r1的另一端与输入电源连接，ic1的引脚6连接有r13和d-b，ic1的引脚7连接有r12和d-r，d-b与d-r的另一端与ic1的引脚4连接，ic1的引脚7连接有r7，r7的另一端和mcu的ic3-57连接，ic1的引脚5与锂电池正极连接，ic1的引脚5连接有c1和c2，ic1的引脚5和x1的引脚1连接，ic1的引脚3与x1的引脚2连接，c1、c2的另一端与x1的引脚2连接并接地，ic1的引脚2连接有r9并与线性充电器ic1的引脚3连接，ic1的引脚1与ic1的引脚3连接；电源开关稳压电路包括型号为lt1930a的sot-23开关稳压器l7，l7的引脚1连接有d6和l14，l7的引脚4和引脚5与 va连接，l14的另一端与 va连接，l7的引脚2接地，l7的引脚3连接有r57和r58，r57的另一端与d6连接，r58与r57相远离的一端并联有c120、c5、c16、c42、c43、c102、c103、c104、c105和c106，c106的一端与t10和 vb连接，c106的另一端接地；低噪低静态优化电路包括型号均为rt9193的线性稳压器l3和l9，l3的引脚1与 va连接，l3的引脚2接地，l3的引脚3连接有r23并与mcu的ic3-62连接，r23的一端连接有r22，并与l3的引脚2连接，l3的引脚5连接有r6并与 vf连接，l3的引脚4连接有c10并接地，l9的引脚1与 va连接，l9的引脚2接地，l9的引脚3与mcu的ic3-66连接，l9的引脚4连接有c92并接地，l9的引脚5连接有c93和c94，c94的一端与 vd连接，c94的另一端接地。光源包括el灯和el灯驱动电路，el灯驱动电路包括型号为mic4827的el灯驱动芯片ic5，ic5的引脚2连接有r56并与 vd连接，ic5的引脚1与 vd连接，ic5的引脚4接地，ic5的引脚5连接有l11和d8，l11的另一端与 vd连接，d8的另一端连接有t12和c91并与 vh连接，c91的另一端接地，ic5的引脚6与t12连接。模数转换模块包括模数转换电路，模数转换电路包括型号为ad9283的模数转换器ic4，ic4的引脚1、引脚4、引脚9和引脚16均接地，ic4的引脚2和引脚3连接有c53并接地，ic4的引脚5、引脚8和引脚15均与 vc连接，ic4的引脚6连接以后c50和r51并接地，ic4的引脚7连接有c54和r31并接地，ic4的引脚7连接有r29并与mcu的ic3-71连接，r29的另一端连接有c55并接地，ic4的引脚7与ain连接，ic4的引脚10与mcu的ic3-64连接，ic4的引脚10、引脚19、引脚18、引脚17、引脚14、引脚13、引脚12和引脚11分别
与mcu的ic3-81、引脚ic3-82、引脚ic3-83、引脚ic3-84、引脚ic3-85、引脚ic3-86、引脚ic3-87、引脚ic3-88连接。信号放大器包括信号放大电路，信号放大电路包括插接件tx4，tx4的引脚1连接有q3并接地，q3的另一端连接有r27和c45并与mcu的ic3-69连接，tx4的引脚3连接有r76，r76的另一端连接有l21，l21的引脚1连接有r77、r82和w4并接地，l21的引脚1连接有r78并与 vb连接，l21的引脚1连接有c44并接地，r82的两端并联有d9，l21的引脚4连接有d3并与tx4的引脚2连接，l21的引脚2接地，l21的引脚5与 vb连接，tx4的引脚2连接有r54，r54的另一端连接有c46、c47和r55，r55的另一端与 vj连接，c46和c47的另一端均接地，c47的一端连接有tx2，tx4的引脚4与tx4的引脚2连接。数字信号处理模块包括系统控制电路，系统控制电路包括型号为stm32f407zet6的微处理器mcu，型号为stm32f407vet6的微处理器mcu控制着整个系统的运行和工作，对输入的数据进行计算和分析再输出，mcu支撑所有arm单精度数据处理指令和数据类型，具有高达84mhz的运行频，大大提高光时域反射仪本体的计算速度，mcu的引脚6连接有c38和c123并接地，mcu的引脚6连接有r18并与锂电池连接，mcu的引脚12连接有c33，c33的另一端连接有x3，x3的引脚4连接有r81和c29，r81的另一端与 vc连接，c29的另一端接地，x3的引脚2接地，mcu的引脚14连接有c31并接地，mcu的引脚36连接有r15和r14，r15的另一端与 va连接，r14的另一端接地，mcu的引脚73连接有c12并接地，mcu的ic3-7、ic3-90、ic3-91和ic3-89连接有ic6，ic6的引脚8、引脚7、引脚3与 vc连接，ic6的引脚4接地，mcu的引脚10、引脚20、引脚27、引脚74、引脚94和引脚99均接地，mcu的引脚11、引脚19、引脚21、引脚22、引脚28、引脚50、引脚75和引脚100均与 vc连接，mcu的引脚47与rxd连接，mcu的引脚48与txd连接。数据显示模块包括显示屏和屏幕排线电路，屏幕排线电路包括屏幕排线端口fpc-50，fpc-50的引脚1、引脚2和引脚3与 ve连接，fpc-50的引脚32、引脚33、引脚46、引脚47和引脚a接地，fpc-50的引脚49和引脚50与 vb连接，fpc-50的引脚48连接有r26并接地，fpc-50的引脚48与mcu的ic3-8连接，fpc-50的引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、引脚21、引脚22、引脚23、引脚24、引脚25、引脚26、引脚27、引脚28、引脚29、引脚30、引脚31、引脚34、引脚35、引脚36、引脚37、引脚38、引脚39、引脚40、引脚41、引脚42、引脚44和引脚45分别与mcu的ic3-29、ic3-32、ic3-30、ic3-31、ic3-33、ic3-97、ic3-98、ic3-1、ic3-2、ic3-3、ic3-4、ic3-5、ic3-38、ic3-39、ic3-40、ic3-41、ic3-42、ic3-43、ic3-44、ic3-45、ic3-46、ic3-34、ic3-26、ic3-23、ic3-25、ic3-24、ic3-18、ic3-17、ic3-15、ic3-9、ic3-16、ic3-55、ic3-80、ic3-79、ic3-78、ic3-77、ic3-65、ic3-93和ic3-92连接。数据输出模块包括usb转串口电路，usb转串口电路包括型号为ch304t的usb总线转接芯片ic8，ic8的引脚3与txd连接，ic8的引脚4与rxd连接，ic8的引脚5连接有c6并接地，ic8的引脚6连接有r75并与型号为mk5p的usb母头的引脚3，ic8的引脚7与usb母头的引脚2连接，usb母头的引脚1与vcc连接，usb母头的引脚5和引脚a接地，r75的另一端连接有r5并与dm连接，ic8的引脚7连接有r3并与dp连接，ic8的引脚8接地，ic8的引脚9和引脚10连接有x4，x4的两端分别连接有c112和c8，x4的一端接地，ic8的引脚19与 vb连接，mcu具有一套全面的省电模式允许设计低功耗应用，线性充电器、开关稳压器、线性稳压器和el灯驱动芯片等均具有体积小，耗能低、输出稳定的特点，使光时域反射仪本体体积小巧易携带，节约成本。
38.工作原理：采用新型架构，el灯驱动芯片将输入的直流电信号转化为el灯使用的交流电信号，el灯发出连续的光突波，进入待测光纤，后向散射光，经单向耦合器，转移到模
数转换模块中，模数转换模块将检测到的模拟量转换为数字量，通过放大器进行信号增强再上传至数字信号处理模块，型号为stm32f407vet6的微处理器mcu控制着整个系统的运行和工作，对输入的数据进行计算和分析再输出，mcu支撑所有arm单精度数据处理指令和数据类型，具有高达84mhz的运行频，大大提高光时域反射仪本体的计算速度，计算分析完成的数据通过数据显示模块和数据输出模块向外输出，人们得到光纤的相关信息，对光纤及时进行诊断、修复，为系统提供电能的电源设置有锂电池充电电路、电源开关稳压电路、低噪低静态优化电路，电能供给稳定，具有充电提醒、过滤电流杂波、降低噪声等功能，减少噪声对仪器测量的影响，其中mcu具有一套全面的省电模式允许设计低功耗应用，线性充电器、开关稳压器、线性稳压器和el灯驱动芯片等均具有体积小，耗能低、输出稳定的特点，使光时域反射仪本体体积小巧易携带，节约成本。
39.然而，如本领域技术人员所熟知的，定向耦合器的工作原理和接线方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
40.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。