1 引言 vmoqsdZ/  
　　隨著光通信技術的迅速發(fā)展，MEMS光開關由于具有插入損耗和串話小、消光比高、穩(wěn)定性好、透明性和可擴展性好、易于集成、偏振不靈敏等優(yōu)點，將成為核心光交換器件的主流。其靜電驅動是目前廣泛研究的一種，常見的靜電驅動方式有：梳狀電極、SDA（scratch drive actuator）、懸臂驅動和扭臂驅動等。懸臂和扭臂驅動的驅動電壓高 于前兩者，但結構簡單、工藝上容易實現。在選取其微反射鏡最佳工作狀態(tài)時，需要電壓、頻率，占空比連續(xù)可調的方波信號為激勵源。傳統的選取方法需要示波器、脈沖信號發(fā)生器，直流穩(wěn)壓源三臺儀器協調工作才能完成，并且存在諸多弊端，如：測量儀器成本高、操作繁瑣、測試周期長、測量精度低等。而在本文介紹的測量平臺中，通過高幅值利用單片機控制脈沖頻率的方法來選擇器件。與當前同類方法相比，具有精度高、可靠性強、成本低、易操作等優(yōu)點。 0h7\zoZ5  
　　2 光開關工作原理 $*PyzLS  
　　圖1為2×2微機械光開關的結構示意圖，可以采用體硅微機械加工的方法在（100）硅片上制作。微反射鏡和上電極連在一起，在沒有電壓輸入時，上電極的位置不動，微反射鏡處在光通路上，從入射光纖發(fā)出的光被微反射鏡反射，改變方向后進入到鏡面同一側的出射光纖中，這是開關的反射狀態(tài)。當上電極和下電極之間有電壓輸入時，在靜電力的作用下，上電極帶動微反射鏡移開光通路，入射光沿直線傳播進入前方的出射光纖，這是開光的直通狀態(tài)。圖2為閾值電壓隨扭梁的厚度變化曲線，圖3為驅動電壓與懸梁位移之間的關系曲線。 Cxh9rUe.  
3 方案設計與分析 |9y&;3  
　　其工作原理是先由單片機產生頻率占空比可調的脈沖信號，但因最終信號的電壓幅值在40～70V，遠大于單片機的工作電壓（5V），故將單片機產生的信號先接光耦隔離，再輸出到后級的放大電路，然后根據放大電路的調整，輸出峰峰值可調的信號。由此可見系統設計主要涉及三個關鍵部分：產生頻率和占空比可調的方波信號、信號放大以及最終信號幅值的測量。 DGU$3w  
3.1方波信號源的設計 g9gyWz  
　　方波信號的產生電路主要由AT89C2051單片機、晶振電路、鍵盤參數輸入和LED狀態(tài)顯示等部分組成。單片機AT89C2051由軟件控制，產生方波信號。軟件的設計是利用AT89C2051內計數器/定時器T0和T1互相配合來控制方波的頻率和占空比的。AT89C2051使用12M晶振，所以單片機執(zhí)行一條指令的時間為1μs，這樣根據鍵盤輸入的頻率值f和占空比d， 得到周期時間常數Tt（T t=1/f）和正脈沖的時間長度T d(Td=Tt×d%)，分別送給計數器/定時器T0、T1。T0、T1同時開始計數，同時使輸出為高電平，因為Td≤T t， 故T1首先計滿溢出，執(zhí)行T1的中斷服務子程序，拉低輸出電平使輸出低電平，同時停止T1計數。在等待一段時間，待到T0計滿， 再調用執(zhí)行T0的中斷服務子程序， T0、T1重新裝載定時常數并開始計時，同時把輸出電平拉回高電平。由此完成一個周期的輸出。頻率和占空比的改變只需改變T0、T1的定時常數。輸出的波形如圖4。  u(BYRB  
3.2 信號放大部分 L^=>)\R2$[  
　　單片機輸出的方波信號高電平時只有5V左右，而輸出要達到40～70V，普通的三極管放大電路不能承受這么大的電壓。因此在設計中采用MOS管，而且MOS管有很好的開關性能，會使輸出波形很好。電路如圖5。 r
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