【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光通信，特别是一种基于pid系统的apd驱动电压调节方法、装置、介质以及设备。
技术介绍
1、在光时域反射仪(optical time-domain reflectometer，otdr)中，常使用雪崩光电二极管(avalanche photodiode，apd)作为接收机将光信号转为电信号。相对于普通的光电二极管，apd具有较高的增益，能够捕捉微弱信号，提高灵敏度。而根据apd的增益特征曲线，在apd的驱动电压越接近反向击穿电压(reverse breakdown voltage，vbr)时，apd的增益越大，但是一旦apd的驱动电压超过vbr就会发生雪崩，并且如果apd的驱动电压超出vbr过多可能还会击穿apd，从而导致设备损坏。由于vbr与温度有较强的相关性，因此需要在otdr使用前调节apd的驱动电压使不超过vbr，使apd处于最优增益，以挖掘apd的最大性能。而在实际应用中，调节apd的驱动电压不能太久，否则占用otdr的扫描时间，因此需要有一个方法来快速调节apd的驱动电压至最优电压。
2、目前针对apd驱动电压调节的常规方法为采用二分法找电压，虽然该方法能够大幅缩短寻找最优电压的时间，但是当二分法在驱动apd到高电压范围来判断是否最优时，可能会使apd短时间工作在击穿电压的环境中，仍会有损坏设备的风险。因此，本专利技术基于比例-积分-微分控制算法(proportional-integral-derivative control，pid)，来调节apd的驱动电压，使apd驱动电压的调节幅度不
技术实现思路
1、本专利技术实施例要解决的技术问题在于，提供一种基于pid系统的apd驱动电压调节方法、装置、介质以及设备，以解决现有技术中由于采用二分法驱动apd到高电压范围来判断是否最优时，会使apd可能短时间工作在击穿电压的环境中，而导致存在损坏设备风险的问题。
2、本专利技术公开了一种基于pid系统的apd驱动电压调节方法，包括：
3、获取apd在当前目标驱动电压下输出的ad均值，其中，使用缺省驱动电压值的d/a转换器输出模拟电压作为当前目标驱动电压；
4、检测获取的ad均值是否在ad值接近饱和范围内，并计算当前ad均值和饱和ad值的差值；
5、根据计算的差值判断apd的当前目标驱动电压是否为工作最优电压，若不是，计算apd的期望目标驱动电压，所述期望目标驱动电压的计算公式为：
6、dactarget＝dac′target+diff*pidki
7、其中，dactarget为apd的期望目标驱动电压，dac′initial为apd的当前目标驱动电压，diffi为当前ad均值和饱和ad值的差值，pidki为pid控制系统的比例增益系数；
8、根据计算的期望目标驱动电压调节apd的当前目标驱动电压，并重复上述步骤s1-s3，直至apd的当前目标驱动电压为工作最优电压。
9、可选地，所述获取apd在当前目标驱动电压下输出的ad均值包括：
10、通过a/d转换器将apd输出的模拟信号转换为数字信号，在一段时间内对apd连续输出的多个ad值进行采样，并通过对采样的多个ad值进行求平均值计算获取ad均值。
11、可选地，所述检测获取的ad均值是否在ad值接近饱和范围内包括：
12、根据选择的a/d转换器分辨率确定a/d转换器输出的饱和ad值，选择未饱和但接近饱和的ad值作为接近饱和ad值，取所述接近饱和ad值和所述饱和ad值之间的数值范围作为a/d转换器输出值的接近饱和范围。
13、可选地，所述根据计算的差值判断apd的当前目标驱动电压是否为工作最优电压的判断方法包括：
14、若0<diff<1，则认定apd的当前目标驱动电压为工作最优电压；
15、若diff≤0，或diff≥1，则认定apd的当前目标驱动电压为非工作最优电压。
16、可选地，在认定apd的当前目标驱动电压为非工作最优电压后，且在计算apd期望目标驱动电压之前，所述方法还包括判断当前ad均值和饱和ad值的差值是否过大：
17、若diffi>0且diffi>diffimax，则判断当前ad均值和饱和ad值的差值过大，并令diffi＝diffimax；
18、若diffi<0且diffi<-diffimax，则判断当前ad均值和饱和ad值的差值过大，则使diffi＝-diffimax；
19、其中，diffimax为差值的单次最大调节量。
20、可选地，所述方法还包括在当前ad均值饱和时判断当前ad均值和饱和ad值的差值是否过大：
21、若diff＝0，为当前ad均值和饱和ad值的差值定义一个表示当前ad均值高于饱和ad值的固定值，再判断固定值和饱和ad值的差值是否过大。
22、本专利技术还公开了一种装置，包括：
23、第一处理单元，用于获取apd在当前目标驱动电压下输出的ad均值；
24、第二处理单元，用于检测获取的ad均值是否在ad值接近饱和范围内，并计算当前ad均值和饱和ad值的差值；
25、第三处理单元，用于根据计算的差值判断apd的当前目标驱动电压是否为工作最优电压，若不是，则基于pid控制算法，计算apd的期望目标驱动电压；
26、第四处理单元，用于根据计算的期望目标驱动电压调节apd的当前目标驱动电压，直至apd的当前目标驱动电压为工作最优电压。
27、本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于pid系统的apd驱动电压调节方法的步骤。
28、本专利技术还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于pid系统的apd驱动电压调节方法的步骤。
29、与现有技术相比，本专利技术实施例提供的基于pid系统的apd驱动电压调节方法、装置、介质以及设备的有益效果在于：
30、基于pid控制系统，通过计算apd当前输出的ad均值和饱和ad值的差值，判断apd的当前目标驱动电压是否为工作最优电压，当确定apd的当前目标驱动电压非工作最优电压后，再通过计算出apd的期望目标驱动电压，来调节apd的当前目标驱动电压，直至apd的当前目标驱动电压为工作最优电压，从而通过pid控制系统的调节，能够根据实际值与目标值的差值不断收敛接近目标，使电压调节的幅度不会过大，降低apd的损坏风险，就算有超调也是极其微小的过程，相对于二分法调节，本专利技术的超调程度大大降低，保证雪崩光电二极管作为接收机工作在最佳性能点且不受损坏。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于PID系统的APD驱动电压调节方法，其特征在于，所述APD驱动电压调节方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于PID系统的APD驱动电压调节方法，其特征在于，所述获取APD在当前目标驱动电压下输出的AD均值包括：
3.根据权利要求2所述的基于PID系统的APD驱动电压调节方法，其特征在于，所述检测获取的AD均值是否在AD值接近饱和范围内包括：
4.根据权利要求1所述的基于PID系统的APD驱动电压调节方法，其特征在于，所述根据计算的差值判断APD的当前目标驱动电压是否为工作最优电压的判断方法包括：
5.根据权利要求4所述的基于PID系统的APD驱动电压调节方法，其特征在于，在认定APD的当前目标驱动电压为非工作最优电压后，且在计算APD期望目标驱动电压之前，所述方法还包括判断当前AD均值和饱和AD值的差值是否过大：
6.根据权利要求5所述的基于PID系统的APD驱动电压调节方法，其特征在于，所述方法还包括在当前AD均值饱和时判断当前AD均值和饱和AD值的差值是否过大：
7.一种装置，其特征在于，包
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任意一项所述基于PID系统的APD驱动电压调节方法的步骤。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任意一项所述基于PID系统的APD驱动电压调节方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于pid系统的apd驱动电压调节方法，其特征在于，所述apd驱动电压调节方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于pid系统的apd驱动电压调节方法，其特征在于，所述获取apd在当前目标驱动电压下输出的ad均值包括：
3.根据权利要求2所述的基于pid系统的apd驱动电压调节方法，其特征在于，所述检测获取的ad均值是否在ad值接近饱和范围内包括：
4.根据权利要求1所述的基于pid系统的apd驱动电压调节方法，其特征在于，所述根据计算的差值判断apd的当前目标驱动电压是否为工作最优电压的判断方法包括：
5.根据权利要求4所述的基于pid系统的apd驱动电压调节方法，其特征在于，在认定apd的当前目标驱动电压为非工作最优电压后，且在计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍驰，安建军，怀波，谢振明，
申请(专利权)人：昂纳科技深圳集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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