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随着光通信产业的高速发展,光纤网络日益广泛应用于我们的日常生活当中。在光纤制造和光缆线路的维护、施工中,用户对光纤光缆测量仪器的性能和成本也提出了越来越高的要求。 本论文以便携式光缆综合测试仪为设计目标,详细介绍了如何通过背向散射测量光纤光缆的回波损耗以及定位光纤光缆故障点的位置,分析了光纤中背向散射的特性,确定了便携式光缆综合测试仪的系统框架,并完成了回波损耗测量模块、光缆故障定位模块的硬件电路设计,包括器件选型、原理图设计以及PCB板的设计,本论文还详细介绍了基于FPGA的软件系统设计,最后对测试仪的性能进行了分析。本论文的主要研究成果如下: (1)考虑到仪器便携性的需求,设计了基于MAX1758的充电管理电路。 (2)通过自动功率反馈控制实现1310nm/1550nm双光源的高稳定功率输出,输出光功率稳定度为±0.013dB/小时,采用基于AD8304的大动态范围光电转换电路,其动态范围达到了70dB。 (3)设计了基于FPGA的ns级可编程脉宽脉冲发生器,并采用专用脉冲激光器驱动芯片控制脉冲激光器,输出激光脉冲峰值功率超过50mW。设计了基于MAX1932的具有温度自动补偿功能的APD偏压控制电路,能输出40~60V的高压。使用低噪声、高带宽运算放大器实现后向散射脉冲信号的I/V转换以及信号调理。利用基于Verilog HDL的FPGA模块化程序设计将故障点的位置信息从噪声中提取出来。 (4)整机测试结果表明,该仪器测量回波损耗的动态范围达到70dB,同时可对光纤故障点(反射事件与非反射事件)进行精确定位,动态范围大于50km。测试仪可对光纤光缆进行单端无损测量,具有较好的可重复性、便携性和安全性,可在工程上得到实际应用。