光纤型热光可调光衰减器的设计及其衰减分析
光可调衰减器通用技术规范
光可调衰减器 通用技术规范 本规范对应的专用技术规范目录 “光可调衰减器”物资采购标准 技术规范使用说明 1、本标准技术规范分为通用部分、专用部分。 2、项目单位根据需求选择所需设备的技术规范，技术规范通用部分条款及专用部分固化的参数原则上不能更改。 3、项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。如确实需要改动以下部分，项目单位应填写《项目单位技术差异表》并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计 划一起提交至招标文件审查会： ①改动通用部分条款及专用部分固化的参数； ②项目单位要求值超出标准技术参数值； ③需要修正污秽、温度、海拔等条件。 经标书审查会同意后，对专用部分的修改形成《项目单位技术差异表》（表4），放入专用部分中， 随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。 4、技术规范的页面、标题、标准参数值等均为统一格式，不得随意更改。 5、技术规范专用部分由项目单位根据工程情况编写，其中带“XX”的文字和技术参数及“项目单位填写”的部分由各项目单
位根据工程实际情况和需要必须全面认真填写；空白部分的参数根据需要选择填写；表格中带下划线的技术参数由项目单位和设计院根据工程具体情况更改，不带下划线的技术参数为固化技术参数，技术规范专用部分技术参数表中项目单位与投标人均不需要填写的部分栏目，项目单位应以“一”表示。 6、投标人应逐项响应技术规范专用部分中相应内容。填写投标人响应部分，应严格按技术规范专用部分的“招标人要求值”一栏填写相应的投标人响应部分的表格。投标人填写技术参数和性能要求 响应表时，如有偏差除填写“表5投标人技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。 7、货物需求一览表中金具数量各项目单位和设计院必须填写，如不能确定准确数量，可以填写估算数量。
衰减器原理及其设计
衰减器原理及其设计 时间：2012-01-07 来源：作者： 关键字：衰减器原理 衰减器广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是： （1）调整电路中信号的大小； （2）在比较法测量电路中，可用来直读被测网络的衰减值； （3）改善阻抗匹配，若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减器，能够缓冲阻抗的变化。 通常，衰减器接于信号源和负载之间，衰减器是由电阻元件组成的四端网络，它的特性阻抗、衰减都是与频率无关的常数，相移等于零。 实际应用中，有固定衰减器和可变衰减两大类。 1、固定衰减器的设计 常用的固定衰减器有L型、T型、X型和桥T型等几种结构，其电路形式和计算公式见表5.1-16。
注：RC为特性阻抗；RC1、RC2为两侧特性阻抗，B为固有衰减值N=EB。 其中L型属于不对称衰减器，主要用于阻抗匹配，而T型、X型、桥T型属于对称衰减器，主要用于衰减。一端接地的衰减器称为不平衡衰减器；反之，两端不接地的衰减器称为平衡衰减器。 例：设计一衰减器，匹配于信号源内阻RS-600欧与负载电阻RL=150欧之间，其衰减量为30DB。 解计算过程： （1）因为RS、RL不相等，所以选用一节倒L型和一节对称T型号组成衰减器，如图5.1-19A所示 倒L型电路计算： （2）T型电路计算：由于总衰减量为30DB，所以T型衰减量为 （3）电路简化：对设计电路进行变换，进而得到简化电路，由图5.1-19A变换为图B及图C的形式。
2、可变衰减器的设计 可变衰减器，一般是指特性阻抗值恒定的，而它的衰减值是可变的衰减器，此外，还有一种分压式可变衰减器，由于它的负载往往是高阻抗，因此对这种分压式可变衰减器的特性阻抗就没有什么具体要求。 1）可变桥T型衰减器可变桥T型衰减器的电路结构如图5.1-20所示。
C8051F320在的数字可调光衰减器设计中的应用
C8051F320在的数字可调光衰减器设计中的应用 【摘要】为了在光通信中实现光信号的衰减，采用微处理器C8051F320和AGILTRON公司的MEMS型EVOA元器件，实现了一种结构简单，低成本的可调光衰减器。本可调光衰减器由EVOA控制电路、液晶显示电路、USB接口电路和UART接口电路组成。通过实验测量和批量应用于生产，表明本可调衰减器工作可靠，有良好的精度。 【关键词】C8051F320；MEMS；EVOA 0 概述 光衰减器（OA）是光通信中最基本的器件之一，其的主要功能是用来减低或控制光信号，即用于光通讯系统中指标测量，短距通信系统的信号衰减。光衰减器可分为固定光衰减器（FOA）和可调光衰减器（VOA）。固定衰减器成本低廉，但是使用不方便，灵活性差。随着WDM技术近几年的快速发展和应用，光衰减器，特别是可调光衰减器（VOA）在EDFA增益均衡、DWMD网络光功率控制、光通讯线路、系统评估以及各种实验中等方面起到越来越重要的作用。虽然目前国内外可调光衰减器种类较多，但是大多价格较贵，本文介绍一种造价低廉，高精度，稳定性较好的光衰减器设计方案。 关键元器件选用AGILTRON公司的MM系列MEMS可变衰减器，MM系列VOA是基于微电机械结构，驱动简单，可直接利用电压驱动，同时具有良好的光电特性，满足Telcordia 1209和1221标准。在微控制器的控制下即可实现不同的驱动电压从而实现光信号的衰减控制。 MM系列VOA的特性如下表： 波长范围为C和L波段，其衰减范围可达30dB左右，插入损耗小于0.5dB，基本上满足常规实验和测试要求。 表1 电气参数表 1 系统框图 本系统以具有51核的微控制器C8051F320为核心，通过数模转化DAC来控制EVOA实现光信号的衰减，输出显示部分为液晶模块，输入部分为四轻触按键，同时与上位机通讯接口采用USB和RS232两种接口。 2 硬件设计 本衰减器由两部分构成：微控制器（MCU）电路和衰减器（VOA）控制电路。
几种可调光衰减器的简介
几种可调光衰减器的简介 2007-10-7 14:56:46 讯石光通讯咨询网编辑：iccsz 可调节光衰减器(VOA)在光通信中具有广泛的应用，其主要功能是用来减低或控制光信号。光网络的最基本的特性应该是可调，特别是随着DWDM传输系统和EDFA在光通信中的应用，在多个光信号传输通道上必须进行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要进行动态饱和的控制，光网络中也还需要对其它信号进行控制，这些都使得VOA成为其中不可或缺的关键器件。此外，VOA产品还具有与其它光通信组件结合并将其推往高阶模块的特性。 几种可调光衰减器的简介 福州高意通讯有限公司李继锋 1.引言 可调节光衰减器(VOA)在光通信中具有广泛的应用，其主要功能是用来减低或控制光信号。光网络的最基本的特性应该是可调，特别是随着DWDM传输系统和EDFA在光通信中的应用，在多个光信号传输通道上必须进行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要进行动态饱和的控制，光网络中也还需要对其它信号进行控制，这些都使得VOA成为其中不可或缺的关键器件。此外，VOA 产品还具有与其它光通信组件结合并将其推往高阶模块的特性。 近年来，出现了多种制造可变光衰减器的技术，包括可机械式VOA、磁光VOA、液晶VOA、MEMS VOA、热光VOA和声光VOA等。本文将对各种典型VOA的做一个简要的介绍。 2. 几种常见的VOA简介 2.1. 机械式VOA 该种类型的VOA也有多种具体的实现方式。图1是挡光型光衰减器的原理图，驱动挡光元件拦在两个准直器之间，实现光功率的衰减。挡光元件可以是片状或者锥形，后者可通过旋转来推进，而前者需平推或者通过一定机械结构实现旋转至平推动作的转换。挡光型光衰减器可以制成光纤适配器结构，也可以制成图1所示的在线式结构。 与上面提到的挡光型VOA类似，也有一种机械一电位器形式的EVOA方案。其原理是用步进电机拖动中性梯度滤光片，当光束通过滤光片不同的位置时其输出光功率将按预定的衰减规律变化，从而达到调节衰减量的目的。还有一种机械偏光式光衰减器。其基本原理是从入端口射出的光束被反射片反射到出端口，两端口之间的反射耦合效率由反射片的倾斜角度来控制，从而实现光衰减的调节。而反射片的倾斜则由多种不同的机理来控制。 机械型光衰减器是较为传统的解决方案，到目前为止，已在系统中应用的VOA大多是用机械的方法来达到衰减。该类型的光衰减器具有工艺成熟、光学特性好、低插损、偏振相关损耗小、无需控温等优点；而其缺点在于体积较大、组件多结构复杂、响应速度不高、难以自动化生产、不利于集成等。 2.2. 磁光VOA
衰减器课程设计的基本原理及电路图
信号衰减器原理及设计 衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路，一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。 衰减器广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是： （1）调整电路中信号的大小；（2）改善阻抗匹配，若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减器，能够缓冲阻抗的变化。 通常，衰减器接于信号源和负载之间，衰减器是由电阻元件组成的二端口网络，它的特性阻抗、衰减量都是与频率无关的常数，相移等于零。 实际应用中，有固定衰减器和可变衰减两大类。 1、固定衰减器的设计 常用的固定衰减器有对称型的T型、∏型、桥T型和倒L型（不对称型）等几种结构，其电路形式和计算公式如下。 图1. T型衰减器 图2. ∏型衰减器 1 2 1 1 2 2 1- = + - = N N R R N N R R C C 1 1 2 1 2 2 1- + = - = N N R R N N R R C C 1 )1 ( 2 1- = - = N R R N R R C C
图3. 桥T 型衰减器 图4. 倒L 型衰减器 式中，Rc 为二端口网络的特性阻抗（对称时），即输入输出阻抗，Rc1和Rc2两侧特性阻抗，分别为非对称衰减器的输入输出阻抗；20 10A N =，为输入电压与输出电压之比，A 为衰减的分贝数。 电压比分贝：dB=20lg （Uo/Ui ） 以上衰减器中，T 型、∏型、桥T 型属于对称衰减器，主要用于衰减。而倒L 型属于不对称衰减器，主要用于阻抗匹配。 倒L 型不对称衰减器构成阻抗匹配器，与对称衰减器所不同的是，不能指定衰减量，其输入输出阻抗确定后，其衰减量也就确定了。其衰减值见下表。 表1 倒L 型衰减器衰减值与输入输出阻抗比的关系 值得注意的是，桥T 型衰减器中，有两个电阻的值即为特性阻抗（输入输出电阻），且计算公式简洁，用于组成可调衰减器非常方便。 例1：设计一衰减器，匹配于信号源内阻R S =800欧与负载电阻R L =150欧之间，其衰减量为30dB 。 解：因为RS 、RL 不相等，所以选用一节倒L 型和一节对称T 型构成衰减器，如图5所示。 （1）倒L 型电路计算： 10.14 8001501111166.41150 800800 150721.11)150800(800)(1 1 1 2 12112 22111=???? ??--=??? ? ? ?--=Ω =-=-=Ω=-?=-=--C C C C C C C C C R R N R R R R R R R R R （2）T 型电路计算： 由于总衰减量A=30dB ，N=10^(30/20)=31.62；所以桥T 型衰减量N 2为 N 2=N/N 1=31.62/10.14=3.1184 计算R1和R2 1 122 11 2 2111112)(-? ???? ?--=-=-=C C C C C C C C C R R N R R R R R R R R R
实验十__可调光衰减器参数测量实验
实验十 可调光衰减器参数测量实验 一、 实验目的 1．了解光衰减器、性能参数及其用途； 2．实验操作可调光衰减器参数测量。 二、 实验仪器用具 手持式光源1套；手持式光功率计一台；可调光衰减器1只；单模光纤跳线（FC/PC）2根。 三、 学习和实验内容 1．光衰减器简介 光衰减器是一种用来降低光功率的光无源器件。根据不同的应用，它分为可调光衰减器和固定光衰减器两种。在光纤通信中，可调光衰减器主要用于调节光线路电平，在测量光接收机灵敏度时，需要用可调光衰减器进行连续调节来观察光接收机的误码率；在校正光功率计和评价光传输设备时，也要用可调光衰减器。固定光衰减器结构比较简单，如果光纤通信线路上电平太高就需要串入固定光衰减器。光衰减器不仅在光纤通信中有重要应用，而且在光学测量、光计算和光信息处理中也都是不可缺少的光无源器件。 可调光衰减器一般采用光衰减片旋转式结构，衰减片的不同区域对应金属膜的不同厚度。根据金属膜厚度的不同分布，可做成连续可调式和步进可调式。为了扩大光衰减的可调范围和精度，采用衰减片组合的方式，将连续可调的衰减片和步进可调衰减片组合使用。可变衰耗器的主要技术指标是衰减范围、衰减精度、衰耗重复性、插入损耗等。 对于固定式光衰减器，在光纤端面按所要求镀上有一定厚度的金属膜即可以实现光的衰耗；也可以用空气衰耗式，即在光的通路上设置一个几微米的气隙，即可实现光的固定衰耗。 2．光衰减器的主要类型及特性参数 （1）固定式光连接型衰减器 特点：高回波损耗、结构简单、最大承载功率(1W )、波长相关性小、低偏振相关损耗、结构紧凑。适用于：光配线架、光纤网络系统、高速光纤传输系统、有线电视（CATV）系统、长途干线密集波分复用（DWDM）系统，光分插复用器（OADM）. 主要性能指标： z衰减量： 1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10,15,20,25,30dB z衰减精度：≤5dB ±0.3dB； ≤10dB ±0.5dB； >10dB ±10% z回波损耗： PC：>40dB, UPC：>50dB, APC：>60dB z工作波长： 1310nm 和1550nm (SM) 1550nm (DSF) z可提供连接头类型：FC, SC, ST, LC, MU型 （2）1～ 30dB可调式光连接型衰减器 特点：衰减值可调、与波长变化无关、衰减精度高，附加损耗低，性价比优、可实现
可调光衰减器设计
课程设计 课程名称光通信原理课程设计题目名称可调光衰减器的设计学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2014年10月24日
一、引言 提出了一种基于热光调节的可调光衰减器结构。该衰减器通过腐蚀光纤包层到一定厚度和长度后，在表面涂覆较大热光系数的聚合物材料得到。从模场变化角度分析了传输光束的衰减与涂覆材料折射率的关系，并从实验上测试了使用不同涂覆材料时的衰减。理论分析与实验结果均表明在涂覆材料折射率略大于原光纤包层材料折射率时，涂覆材料折射率微小的变化将引起传播光束衰减的大幅度变化，并且光纤被腐蚀的长度越长或包层材料剩余厚度越小，衰减越大。因此，由热光系数大、折射率略大于光纤包层的聚合物材料所组成的可调光纤衰减器，具有衰减调节范围大且功耗小、插入损耗小、成本低、低偏振特性、易于与其它光纤器件祸合或集成等特点。 可调光衰减器(V OA)的用途是降低或控制光信号，按其工作原理大致可分为以下几类:机械型分立式微光学衰减器、液晶型可调光衰减器、光纤可调光衰减器、微机电系统(MEMS)光衰减器和平面波导型光衰减器等。其中，光纤可调光衰减器具有结构简单、插入损耗小、成本低、可直接与光纤或作为尾纤与其它波导器件对接等突出的优点而具有广泛的应用前景，但有关光纤模场(热光)控制的可调光衰减器研究却很少。 光波导的光场分布主要是由折射率的空间分布和波导的几何结构所决定，因此改变光纤包层折射率，将改变光纤中光束的传输特性。据此本文提出一种结构简单的光纤型热光可调光衰减器的设计方案:通过腐蚀光纤包层，使包层剩余厚度少于一定值后，在其表面涂覆较大热光系数的聚合物材料得到。 二、方案论证 1.工作原理 将单模光纤中某一段的包层腐蚀到一定厚度以后，在其外部涂覆上折射率热光可调的材料。当材料折射率受热光调节发生变化时，经过上述处理的光纤模场发生变化，从而引起模场失配甚至导模能量泄漏衰减。下面从模场变化的角度分析涂覆材料折射率与衰减的关系。 通常用高斯模型来近似描述单模光纤中光能量的分布。模场直径(MFD)定义为光能量降低到exp(-2)时的光斑直径，用符号2w。表示，r为离开光轴的距离，则光纤截面上的光强I(r)按下式分布:
衰减器原理
衰减器原理,用途及设计 - 衰减器原理,用途及设计 衰减器广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是： （1）调整电路中信号的大小； （2）在比较法测量电路中，可用来直读被测网络的衰减值； （3）改善阻抗匹配，若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减器，能够缓冲阻抗的变化。 通常，衰减器接于信号源和负载之间，衰减器是由电阻元件组成的四端网络，它的特性阻抗、衰减都是与频率无关的常数，相移等于零。 实际应用中，有固定衰减器和可变衰减两大类。 1、固定衰减器的设计 常用的固定衰减器有L型、T型、X型和桥T型等几种结构，其电路形式和计算公式见表5.1-16。
注：RC为特性阻抗；RC1、RC2为两侧特性阻抗，B为固有衰减值N=EB。 其中L型属于不对称衰减器，主要用于阻抗匹配，而T型、X型、桥T型属于对称衰减器，主要用于衰减。一端接地的衰减器称为不平衡衰减器；反之，两端不接地的衰减器称为平衡衰减器。 例：设计一衰减器，匹配于信号源内阻RS-600欧与负载电阻RL=150欧之间，其衰减量为30DB。 解计算过程： （1）因为RS、RL不相等，所以选用一节倒L型和一节对称T型号组成衰减器，如图5.1-19A
所示倒L型电路计算： （2）T型电路计算： 由于总衰减量为30DB，所以T型衰减量为 （3）电路简化： 对设计电路进行变换，进而得到简化电路，由图5.1-19A变换为图B及图C的形式。
上一页1 2 下一页 2、可变衰减器的设计 可变衰减器，一般是指特性阻抗值恒定的，而它的衰减值是可变的衰减器，此外，还有一种分压式可变衰减器，由于它的负载往往是高阻抗，因此对这种分压式可变衰减器的特性阻抗就没有什么具体要求。 1）可变桥T型衰减器
Pi型衰减器设计
低成本的表面贴PIN管的Pi型衰减器 简介 模拟衰减器在射频以及微波网络方面得到了很广泛的应用。无论是采用砷化镓微波集成电路（GaAs MMICs）还是采用PIN管的网络，它们都是通过电压来控制射频信号的功率的。在商业应用中，比如蜂窝电话网，个人通信网络，无线局域网以及便携式无线电等，衰减器的造价是设计中的一个重要因素。本文描述了一种利用塑胶封装的表面贴片设计的低造价、宽频带的PIN管Pi型衰减器。 背景 型衰减器以及它的设计方程。调整分Pi1描绘了基本的图，同时提A=20 log(K)R3以满足衰减值流电阻R1和串联电阻管工作在高PIN供与系统特性阻抗匹配的输入输出阻抗。当）时，它可以用作为流控可变电Afc（见附录于其截止频率型电路中的固定电阻来构造一PiPIN管代替阻。故可用三个个可变衰减器。管构成的衰给出了一个由三个PIN作为一个例子，图2的频率范围内有良好的到 500MHZ减器，这个电路在10MHZ管作为三个可变电阻型电路中用三个PIN性能。然而，在Pi 导致了网络的不对称，这就使偏置电路相当复杂。Pi型衰减器个PIN管组成的4，会有很多好管来代替电阻R33，如果用两个PIN如图 管决定PIN处。首先，由于网络的最大隔离度是由串联的管取代一个管子将提高衰减的最大值，或是PIN的，用两个度反相工作，180在一定的衰减量下使频率上限增加一倍。第二，代替串联电阻的两个PIN管使得偶数阶的非线性产物得以抵消。第三，构成的衰减器网络是对称的，而且偏置电路非常简管代替一个管子的PIN是一固定电压，Vc是控制网络衰减量的可变电压。采用两个串联单。V+和D2PIN管。R1和R2分别作为串联唯一负面影响就是导致插损的轻微增加，
光衰减器知识
光衰减器知识 一、概述 （一）用途 光衰减器是光纤通信设备检测中必不可少的测试仪器之一，主要用于光信号的衰减，广泛应用于光纤通信系统、设备和仪器在研制、开发和生产过程中的检测与调试，还可以应用于误码率测量、接收机灵敏度测量、EDFA特性、功率均衡、系统损耗模拟和功率校准及验证等方面。 （二）分类与特点 光衰减器按衰减原理分可分为挡光式和滤光片式两种类型。挡光式光衰减器衰减范围较窄，且线性度较差；而滤光片式光衰减器具有衰减范围大、线性度好、平坦度好，重复性好等特点，在实际使用中得到了广泛的应用。 光衰减器按功能和用途的不同，可分为机械式光衰减器、智能程控式光衰减器和功率控制型智能程控光衰减器。 ●机械式光衰减器的特点 机械式光衰减器的优点是简单易用，价格便宜，但衰减准确度低、重复性和稳定度较差，衰减调节速度慢，只能满足简单的测试需求。 ●智能程控式光衰减器 智能程控式光衰减器的优点是衰减自动调节、针对不同波长衰减数据可进行补偿、具备GPIB远程控制功能，因此其衰减准确度高、重复性好、稳定性高、衰减调节速度快，能够满足科研和生产的需求，并可配合其它光测试仪器搭建自动测试系统，提高测试效率。 ●功率控制型智能程控光衰减器 功率控制型智能程控光衰减器在智能程控光衰减器的基础上增加了输出光功率控制功能，因此其不仅具备了智能程控光衰减器的所有优点，而且还可以对输出光功率实时监视，并对衰减值进行实时调整，进一步提高了测试的准确度和稳定性。 （三）产品国内外现状 国内生产光衰减器的厂家主要有：如中国电子科技集团41所、中国电子科技集团公司第34所等单位。国产光衰减器的衰减准确度和重复性指标都不太高，中国电子科技集团41所的衰减准确度≤±0.4dB，衰减重复性≤±0.04dB。国外的光衰减器主要以Agilent、EXFO和JDSU居多，衰减准确度≤±0.1dB、重复率≤±0.01dB。 （四）技术发展趋势 ●高准确性、高重复性是光衰减器追求的目标； ●集成化、模块化是光衰减器产品主要的发展趋势； ●光功率监视技术将会得到进一步的推广应用。 二、基本工作原理 智能程控光衰减器主要由主控CPU电路、光控CPU电路、操作/显示面板、GPIB接口和光机组件组成。主控CPU电路，用于控制显示和按键，处理GPIB；光控CPU，用于控制光机组件的运行。
几种可变光衰减器技术及其比较
几种可变光衰减器技术及其比较 为了实现DWDM系统的长距离高速无误码传输，必须使各通道信号光功率一致，即需要对多通道光功率进行监控和均衡。因此出现了动态信道均衡器（DCE）、可调功率光复用器（VMUX）、光分插复用器（OADM）等光器件，这些器件的核心部件都是阵列可变光衰减器（VOA）。灵活地调节VOA，可以使各个通道的功率处于理想的大小。 近年来，出现了多种制造可变光衰减器的新技术，包括可调衍射光栅技术、MEMS技术、液晶技术、磁光技术、平面光波导技术等。 高分子可调衍射光栅VOA 高分子可调衍射光栅的制作基于一种薄膜表面调制技术。起初，这种技术的开发是为了替代放映机和投影仪中的液晶显示屏（LCD）和数字光处理器（DLP）。这种可调衍射光栅（图1）的顶层是玻璃，下面一层是铟锡氧化物（ITO），中间是空气、聚合物和ITO阵列，底层是玻璃基底。在未加电信号时，空气与聚合物层的交界面是与结构表面平行的平面。当入射光进入该平面时，不发生衍射。在加电信号后，空气和聚合物的界面随电极阵列的分布而发生周期变化，形成了正弦光栅。当入射光入射至该表面时，形成衍射。施加不同的电信号可以形成不同相位调制度的正弦光栅。 高分子可调衍射光栅。 采用高分子可调衍射光栅的VOA的工作机制是：通过调制表面一层薄的聚合物，使其表面近似为正弦形状，形成正弦光栅。利用这种技术，可以制作出一种周期为10微米，表面高度h随施加的电信号变化并且最高可到300纳米的正弦光栅。当光入射到被调制的表面上时，形成衍射。施加不同的电信号改变正弦光栅的振幅，即改变h时，可以得到不同的相位调制度，而不同相位调制度下的衍射光强的分布是不同的。当相位调制度由零逐渐变大时，衍射光强度从零级向更高衍射级的光转移。这种调制可以使零级光的光强从100%连续的改变到0%，从而，实现对衰减量的控制。并且这种调制的响应时间非常快，在微秒级。 磁光VOA 磁光VOA是利用一些物质在磁场作用下所表现出的光学性质的变化，例如利用磁致旋光效应（法拉第效应）实现光能量的衰减，从而达到调节光信号的目的。一种典型的偏振无关磁光VOA结构如图2左图所示。
衰减器
功率衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件，元件内部含有电阻性材料。除了常用的电阻性固定衰减器外，还有电控快速调整衰减器。衰减器广泛使用于需要功率电平调整的各种场合。 原理 1.技术指标工作频带 2.衰减量 3.功率容量 4.回波损耗 5.功率系数 6.基本构成 7.主要用途 8.相关参数 9.种类位移型光衰减器 10.薄膜型光衰减器 11.衰减片型光衰减器 12.注意事项原理 13.技术指标工作频带 14.衰减量 15.功率容量 16.回波损耗 17.功率系数 18.基本构成 19.主要用途 20.相关参数 21.种类位移型光衰减器 22.薄膜型光衰减器 23.衰减片型光衰减器 24.注意事项 原理: 衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻衰减器抗的欧姆数来标明。在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器，装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。无源衰减器有固定衰减器和可调衰减器。 技术指标 工作频带 衰减器的工作频带是指在给定频率范围内使用衰减器，衰减器才能达到指标值。由于射频/
微波数字衰减器结构与频率有关，不同频段的元器件，结构不同，也不能通用。现代同轴结构的衰减器使用的工作频带相当宽，设计或使用中要加以注意。 衰减量 无论形成功率衰减的机理和具体结构如何，总是可以用下图所示的两端口网络来描述衰减器。图中，信号输入端的功率为P1，而输出端得功率为P2，衰减器的功率衰减量为A （dB）。若P1 、P2 以分贝毫瓦（dBm）表示，则两端功率间的关系为P2（dBm）＝P1（dBm）－A（dB）可以看出，衰减量描述功率通过衰减器后功率的变小程度。衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位，便于整机指标计算。 功率容量 衰减器是一种能量消耗元件，功率消耗后变成热量。可以想象，材料结构确定后，衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受的功率超过这个极限值，衰减器就会被烧毁。设计和使用时，必须明确功率容量。 回波损耗 回波损耗就是衰减器的驻波比，要求衰减器两端的输入输出驻波比应尽可能小。我们希望的衰减器是一个功率消耗元件，不能对两端电路有影响，也就是说，与两端电路都是匹配的。设计衰减器时要考虑这一因素。 功率系数 当输入功率从10mW变化到额定功率时，衰减量的变化系数表示为dB/（dB*W）。衰减量的变化值的具体算法是将系数乘以总衰减量功率（W）。如：一个功率容量50W，标称衰减量为40dB的衰减器的功率系数为0.001dB/（dB*W），意味着输入功率从10mW加到50W时，其衰减量会变化0.001*40*50=2dB之多！ 基本构成 构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料。通常的电阻是衰减器的一大功率衰减器种基本形式，由此形成的电阻衰减器网络就是集总参数衰减器。通过一定的工艺把电阻材料放置到不同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频率的衰减器。如果是大功率衰减器，体积肯定要加大，关键就是散热设计。随着现代电子技术的发展，在许多场合要用到快速调整衰减器。这种衰减器通常有两种实现方式，一是半导体小功率快调衰减器，如PIN 管或FET单片集成衰减器；二是开关控制的电阻衰减网络，开关可以是电子开关，也可以是射频继电器。 衰减器有以下基本用途：1) 控制功率电平：在微波超外差接收机中对本振输出功率进行控制，获得光敏衰减器最佳噪声系数和变频损耗，达到最佳接收效果。在微波接收机中，实现自动增益控制，改善动态范围。2) 去耦元件：作为振荡器与负载之间的去耦合元
可变光衰减器的闭环控制设计(自动衰减控制和自动功率控制)
可变光衰减器的闭环控制设计（自动衰减控制和自动功率控制）在密集波分复用（DWDM）网络中实现紧密的信道间隔需要精确控制频谱发射和功率。这需要连续监视和调整网络元素，例如传输激光源，光学插件，光放大器和可变光衰减器（VOA）。这些最后的元素通常用于调整DWDM频谱的功率电平，以最大限度地减少串扰并保持所需的信噪比。 例如，VOA可以与级联掺铒光纤放大器（EDFA）有助于均衡放大器的非均匀增益与波长分布，提高线性度并增强整个系统的控制。递归测量和控制算法可用于提供快速准确的动态闭环控制，从而确保可重复性并最大限度地减少生产校准和修整。对数放大器前端调节宽范围输入信号，从而允许在下游使用分辨率较低，成本较低的信号处理元件。 经典混合信号解决方案经典解决方案结合了线性跨阻抗放大器（TIA）和高分辨率信号处理，以测量和控制VOA的吸光度。起初，由于TIA前端的低成本，这似乎是一个有吸引力的解决方案。然而，TIA是线性的，因此计算VOA上的分贝（对数）衰减需要对测量信号进行后处理。以数字方式执行，这需要浮点处理器来处理计算中涉及的除法和取幂过程。或者，可以使用在生产校准期间生成的穷举查找表来执行基于整数的处理。这两种方法通常都需要具有至少14位分辨率和中等高处理器速度的模数转换器，以最小化由固有处理开销导致的测量延迟。选择线性TIA前端所寻求的成本优势通常被获得测量信号和计算衰减所需的更高价格的转换器和处理器的成本所淹没。如果在生产测试期间需要生成冗长的查找表，则会产生额外的成本（和生产延迟）。 可变光学衰减器的自适应控制图1说明了围绕自适应控制的VOA应用的这种经典解决方案。放大后的信号经过低通滤波，有助于降低测量噪声。然后将滤波的信号数字化并计算衰减器的吸光度。 如果使用线性放大将测量的光电流转换为比例电压，则需要计算测量信号的比率，然后进行反幂运算，乘以计算VOA的实际吸光度。 如果探测器前端的响应度和跨阻抗增益相等，那么
电调衰减器设计指导
可以用三个二极管来代替电路中的固定电阻，构造一个可变衰减器，不过，这样会导致网络中的不对称，从而导致产生一个相当复杂的偏压网络。用两个PIN二极管来代替其中的串联电阻可以获得几个性能方面的好处。首先，由于串联二极管具有容性电抗而使网络与其它部分相隔离，用两个二极管代替一个电阻可以提高最大衰减值或在一定衰减值的条件下使频率上限翻倍。其二，代替串联电阻的两个二极管是180度反接的，这样就抑制了偶数次信号畸变的产生。其三，由此而得到的衰减器网络是对称的，从而可以大大简化偏压网络。电源电压V+是一固定电压，Vc是控制网络衰减的可变电压，用两个二极管代替电阻的唯一缺点是可能会增加介入损耗。 四元二极管pi型衰减器需要一个恒定的电压V+和一个可变的控制电压Vc。对于1.25V的V+，可变控制电压的范围为0V到大约5V。电压V+的值代表了回程损耗与控制电压范围之间的一个折衷，更低的V+可以降低回程电压，但同时也会使控制电压的工作范围缩小。 本文中介绍的衰减器是在8mm厚的RF4型印刷电路(PCB)上实现的。RF4具有良好的机械稳定性和耐久性，成本低，但其损耗大，难于控制，而且介质系数与工作频率密切相关。另一方面，玻璃纤维增强型聚四氟乙烯(PTEE)PCB材料具有良好的高频特性，但是相对昂贵一些，机械稳定性也比较差，不适合于某些表面贴装工艺。选用针对高频工作要求进行了优化的PCB基底材料可以改善高频性能，各种测量参数对频率的依赖程度受到与HSMP-381 6二极管四元组、PCB、其它元件及连接器相关的寄生效应的影响。
将PIN二极管用做衰减元件时，PIN二极管具有比等效的GaAs MESFETs更高的线性度，通过使用具有厚I层及低介质张弛频率(fdr)的多个PIN二极管就可以将信号畸变减小到最低程度。在Avago公司PIN二极管产品线中HSMP-381x系列产品的I层最厚。在低衰减状态，大部分RF能量仅仅是从输入端传输到输出端而已。不过在高衰减状态，更多的RF能量被倾入衰减器，会使信号失真度上升。当Vc接近0时，几乎没有电流流过两个串联的二极管，它们接近于零偏压状态，其结电容将随RF电压同步变化，幸运的是，由于两个二极管是反向串联的，所以可以抑制由受RF调制的电容所产生的某些失真或畸变。由于封装的两个反串二极管具有完全互相匹配的特性，因此可以得到最佳的失真抑制能力。 Pi衰减器的相位偏移随衰减值而变化。总的相位偏移接近90度，在三个相隔较远的工作频率点(100、900和1800 MHz)测试时此相位偏移表现相当稳定。
光衰减器的原理及应用
光衰减器的原理及应用 作者：钱青、唐旭东 日期：2006-1-6 （上海光城邮电通信设备有限公司） 光纤通信是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通信方式。由于其比传统的其他通信方式有着巨大的优势，随着信息技术的不断发展和信息化进程的加快，光纤及其光器件的使用范围越来越广，如光纤通信系统、光纤数据网、光纤CATV 等。 信号无论在哪种传输介质中传输都会有损耗，这种损耗可以定义为信号的衰减。光通信中光纤衰减的特性用衰减系数α表示，光信号在光纤中传输时，其功率P 随着传输距离的增加按指数形式衰减，即 = -αP 设起始处（z=0）的信号光功率为P(0)，则在光纤中经过距离z 的传播后，其值为衰减系数 α= ln 在同一种介质中传输时，信号的衰减系数比较稳定，一旦介质有所转换，衰减就有突变。 在通常情况下，我们都希望传输线的损耗越小越好，但在有些情况下，由于信号源及传输距离的不确定，线路中的信号强度可能过大，这就需要采取某种措施减小信号。光衰减器就是这样一种用于消除线路中过大信号的器件。 一、光纤衰减的特性 要研制光衰减器，首先要了解光纤传输的基本特性。光在光纤中传输，是通过全反射的原理，确保光不外泄。如图1所示全反射临界入射角为θc ，αc 为临界传播角，纤芯的折射率为n 1，包层的折射率为n 2。 图1 光纤内部光传输 为满足光线在纤芯内的全反射条件，要求n 1>n 2。αc 是光线发生全发射时与光纤纵向轴线之间的夹角，有 αc =arcsin ?????????n n 1212 dP dZ P(z) P(0) 1 Z sin θc = n 1 n 2
可调光衰减器参数的测量实验
姓名：吴孟杰班级：光信科0902班学号：0120914430215 可调光衰减器参数的测量实验处理 一．数据处理 输入功率P1’=-10log1015.30 uw 1 mw =18.15 dBm 同理求得：P2’=18.15 dBm P3’=18.19 dBm P4’=18.12dBm P5’=18.13dBm 输出功率Po1’=-10log104687nw 1 mw =23.29 dBm 同理求得：Po2’=26.92 dBm P3’=30.61 dBm P4’=33.22dBm P5’=39.98dBm 同理求得： 衰减量a1（dB）=Po1-P1’=23.29(dBm)-18.15(dBm)=5.14 dB 衰减量a2（dB）= Po2-P2’=26.92(dBm)-18.15(dBm)=8.77 dB 衰减量a3=12.42 dB a4=15.10dB a5=21.85 dB 二．实验小结 本次实验主要测试光衰减器的量程，在旋转光衰减器的过程中，光的衰减不断的增大，这样便得到了量程。 实验操作简单，但是通过实验了解了光衰减器的作用，主要功能是用来减低或控制光信号，可以是光按照需求衰减，可实现量化操作，量程也是固定的，调节光线路电平，其本身结构也简单，每一种型号的光衰减器只能衰减特定范围内的光波信号。 三．思考题 1.单位dBm与dB的关系如何？ dBm是一个功率单位，定义的是在输入功率为1mw的情况下的相对增益， Po=-10log10Pi 1mw （dBm），dB也是一个功率单位，其数学表达式为-10lg Po pi (dB)， 他们之间的运算关系是dBm-dBm=dB，因为从数学表达式上看： log10 P1 1mw（dBm）?log10 P2 1mw（dBm）=log10 P1 P2（dB）
MEMS VOA光衰减器的工作原理
MEMS VOA光衰减器的工作原理 文章导读： VOA的优势、类型 MEMS Shutter型VOA MEMS微镜型VOA MEMS微镜型VOA中的WDL问题 MEMS微镜型VOA的WDL优化 MEMS（Micro Electro Mechanical System，微机电系统）技术被广泛应用于光纤通信系统中，MEMS技术与光学技术的结合，通常称作MOEMS技术。最为常用的MOEMS器件包括光衰减器VOA、光开关OS、可调光学滤波器TOF、动态增益均衡器DGE、波长选择开关WSS和矩阵光开关OXC。 VOA在光纤通信系统中常用于光功率均衡，在各种技术方案中，MEMS VOA具有尺寸小、成本低和易于制造的优势。最常用的MEMS VOA有两类：MEMS Shutter型和MEMS微镜型，前者通常以热效应驱动，后者通常以静电力驱动。 MEMS Shutter型VOA 基于MEMS Shutter的VOA结构如图1所示，MEMS Shutter被插入两根光纤之间的光路，衰减量取决于被阻挡的光束截面大小。在实际应用中，这种VOA也可以设计成反射型。 图1.基于MEMS shutter的VOA结构 MEMS微镜型VOA 如图2所示为基于MEMS扭镜的VOA结构，它以双光纤准直器的两根尾纤作为输入/输出端口，准直光束被MEMS微镜反射偏转，从而联通输入/输出端口之间的光路。扭动微镜让光束发生偏转，从而产生光功率的衰减。
图2.基于MEMS扭镜的VOA结构 MEMS扭镜通常有两种结构，即平板电极和梳齿电极，如图3所示。考虑0~20dB的衰减范围，前者通常需要>10V的驱动电压，后者可将驱动电压降至5V以下。然而，仅仅一个微小的粉尘颗粒就会卡住梳齿电极，因此其生产良率较低。采用梳齿电极的MEMS微镜，通常需要在超净环境下封装。 图3.两类MEMS扭镜：平板电极和梳齿电极 MEMS微镜型VOA中的WDL问题 基于MEMS shutter和MEMS微镜的VOA均有广泛应用，前者性能指标较好，但装配工艺相对复杂；后者易于装配但WDL（波长相关损耗）相对较大。在宽带应用中，此类VOA 会对不同波长产生不同的衰减量，此现象定义为WDL。宽带应用中，要求WDL指标越小越好。 WDL问题源于单模光纤SMF中的模场色散，我们知道，光纤中的不同波长具有不同的模场直径，长波的模场直径更大一些。图4所示为光纤中模场的色散情况。
数控衰减器设计报告
数控衰减器设计报告 1. 设计要求 设计一个数控衰减器，要求交实物和设计报告。 2. 原理图设计 1) 基本原理 图1. 基本原理图 上面的放大器电路的增益特性 N N B D D R R K 2 -=- = （1） 为了提高输入阻抗，在信号输入端接入了一个跟随器。 2) 用protel 设计原理图 采用Protel 的原理图设计系统（Schematic Document ）设计详细的原理图（.sch ）。 3. 印刷电路板设计（Printed Circuit Board ） 用protel 的印刷电路板设计系统根据设计原理图（.sch ）上提供的网络关系自动布线，对结 果稍作修改，生成PCB 图（.pcb ），即可用于制作电路板。 4. 电路板测试结果 1) K-D N 曲线 根据理论分析，K-D N 有下面的关系（下文中K 取绝对值），
N N D K 2 （2） 用上式（2）计算的结果和实际测试结果如表1所示。 表1. K 随D N 的变化 根据表1的数据和公式（1）可以作出如图2所示的K-D N 曲线，图中的离散点是实验测量点。简单计算可得，测量得到的K 和理论值的最大相对误差随着衰减倍数的增加而增加，在衰减倍数为0.0033时，误差最大，是15.5% 。 2) K-f 曲线 测试得到表2所示的的数据（D N =128）。 表2.不同频率下的K(D N =128) 根据表2的数据和理论值（D N =128时，理论值K=0.5）可以作出如图3所示的K-f 曲线，图中的离散点是实验测量点。简单计算可得，测量得到的K 和理论值的最大相对误差随着被衰减信号频率的增加而增加，在信号频率为2000 时，误差最大，是22‰ 。 K D N K f /Hz 图 2. K-D N 曲线 图 3. K-f 曲线 3) 输入输出阻抗 输入阻抗，用加压求流的方法测量，测量值是 K Ω。 输出阻抗，用串接电阻方法测量，测量值是 Ω。
数控衰减器
5(9 ) Product Features 6LQJOH SRVLWLYH VXSSO\ YROWDJH 9 ,PPXQH WR ODWFK XS ([FHOOHQW DFFXUDF\ G% 7\S 6HULDO FRQWURO LQWHUIDFH /RZ ,QVHUWLRQ /RVV +LJK ,3 G%P 7\S 9HU\ ORZ '& SRZHU FRQVXPSWLRQ ([FHOOHQW UHWXUQ ORVV G% 7\S 6PDOO VL]H [ PP Typical Applications %DVH 6WDWLRQ ,QIUDVWUXFWXUH 3RUWDEOH :LUHOHVV &$79 '%6 00'6 :LUHOHVV /$1 :LUHOHVV /RFDO /RRS 81,, +LSHU /$1 3RZHU DPSOLàHU GLVWRUWLRQ FDQFHOLQJ ORRSV General Description 7KH '$7 63 LV D : 5) GLJLWDO VWHS DWWHQXDWRU WKDW RIIHUV DQ DWWHQXDWLRQ UDQJH XS WR G% LQ G% VWHSV 7KH FRQWURO LV D ELW VHULDO LQWHUIDFH RSHUDWLQJ RQ D VLQJOH YROW VXSSO\ 7KH '$7 63 LV SUR GXFHG XVLQJ D XQLTXH &026 SURFHVV RQ VLOLFRQ RIIHULQJ WKH SHUIRUPDQFH RI *D$V ZLWK WKH DGYDQWDJHV RI FRQYHQWLRQDO &026 GHYLFHV Digital Step Attenuator G% G% 6WHS %LW 6HULDO &RQWURO ,QWHUIDFH 6LQJOH 3RVLWLYH 6XSSO\ 9ROWDJH 9 : '& 0+] 5KORNK?GF 5EJGOCVKE + RoHS compliant in accordance with EU Directive (2002/95/EC) 6JG 5WH?Z KFGPVK?GU 4Q*5 %QORNKCPEG 5GG QWT YGD UKVG HQT 4Q*5 %QORNKCPEG OGVJQFQNQIKGU CPF SWCNK?ECVKQPU &$6( 67