多功能模拟量光纤传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多功能模拟量光纤传输装置，特别是一种用于强电磁脉冲环境或高电压下且基于激光供能的多功能模拟量光纤传输装置。
【背景技术】
[0002]在一些强电磁干扰环境或高电压环境中，经常会遇到信号测量与传输问题。在这些环境中信号传输最好使用光纤实现。为了使远端的信号采集与处理简单化，信号的数字化处理放到后续的近端，测量的信号直接以模拟方式用光纤进行传输。目前这种用来传输模拟量的光纤传输装置在脉冲电磁场测量中已得到广泛应用。但其往往被设计成针对某种信号进行测量与传输，而且测量量程也往往是固定的，要调整不方便，如果要调，必须将远端探头取回进行调整，而不能根据被测量信号进行实时调整，使用起来很不方便，有的情况几乎不可能，比如用于测量输电高压线上电流大小的光纤测量装置，安装好后就不易变动了。
【实用新型内容】
[0003]针对传统的模拟光纤传输测量装置中所存在测量对象固定、测量范围不可变的不足，本实用新型的目的是设计一种基于激光供能和光纤传输的可变量程和输入阻抗的多功能模拟量光纤传输装置。
[0004]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种多功能模拟量光纤传输装置，其包括远端模块、与远端模块输出相连的近端光信号接收模块、与远端模块光输入相连的近端控制模块、位于远端模块和近端光信号接收模块之间并传输信号的第一传输光纤、和位于远端模块和近端控制模块之间并传输控制信号和能量的第二传输光纤，其中远端模块包括:与输入相连的阻抗变换电路单元、与阻抗变换电路单元输出相连的可编程增益放大电路单元、与可编程增益放大电路单元相连的驱动电路单元、一端与驱动电路单元相连而另一端与第一传输光纤相连的电光转换电路单元、与第二传输光纤相连的激光供能光电池、与激光供能光电池输出相连的滤波电路单元、一端与激光供能光电池输出相连的取样电阻、与取样电阻另一端相连的放大整形电路单元、与放大整形电路单元相连且输出分别与阻抗变换电路单元、可编程增益放大电路单元相连的解码电路单元。
[0005]在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案:
[0006]所述阻抗变换电路单元的输入阻抗至少分大于50欧姆的高阻、小于50欧姆的低阻和50欧姆三种情况。
[0007]所述近端光信号接收模块包括与第一传输光纤相连的光电转换电路单元、和与光电转换电路单元相连的放大与驱动电路单元。
[0008]所述近端控制模块包括:与计算机连接的串口电路单元、与串口电路单元相连的编码电路单元、与编码电路单元相连的驱动电路单元和由驱动电路单元驱动并给远端发射激光能量的激光器。
[0009]所述第一、二传输光纤为单向传输且不含金属加强筋。
[0010]本实用新型与现有技术相比，其显著优点是:
[0011]信号与工作能量的传输通过光纤完成，抗电磁干扰能力非常强；可实现电压、电流、电场、或者磁场信号的传输；能够根据信号的大小设置传输增益，增大测量或传输信号的动态范围；无需更换电池。
【附图说明】
[0012]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0013]图1为本实用新型的原理图。
【具体实施方式】
[0014]实施例:参考图1所示，本实用新型提供了一种多功能模拟量光纤传输装置，包括远端模块1、与远端模块1输出相连的近端光信号接收模块13、与远端模块1光输入相连的近端控制模块20、位于远端模块1和近端光信号接收模块13之间并传输信号的第一传输光纤8、和位于远端模块1和近端控制模块20之间并传输控制信号和能量的第二传输光纤7。
[0015]远端模块1包括:与输入相连的阻抗变换电路单元12、与阻抗变换电路单元12输出相连的可编程增益放大电路单元11、与可编程增益放大电路单元11相连的驱动电路单元10、一端与驱动电路单元10相连而另一端与第一传输光纤8相连的电光转换电路单元9、与第二传输光纤7相连的激光供能光电池5、与激光供能光电池5输出相连的滤波电路单元6、一端与激光供能光电池5输出相连的取样电阻4、与取样电阻4另一端相连的放大整形电路单元3、与放大整形电路单元3相连且输出分别与阻抗变换电路单元12、可编程增益放大电路单元11相连的解码电路单元2。激光供能光电池5，将近端控制模块20通过第二传输光纤7传来的激光脉冲能量转换成电能，再由滤波电路单元6中的电感与电容滤波后输出直流电压，给整个远端模块1提供电能。取样电阻4连接到激光供能光电池5的输出，通过放大整形电路单元3后提取脉冲编码指令，该指令由解码电路单元2输出两路信号，一路用于控制阻抗变换电路单元12，另一路用于控制可编程增益放大电路单元11。阻抗变换电路单元12能根据解码电路单元2的输出，通过继电器切换的方法改变传输装置的输入阻抗，分高阻、低阻和50欧姆三种情况。输入阻抗为低阻时，可设成1 Ω，用于传输流过的电流信号；输入阻抗为高阻时，在输入端接上单极子天线，可以测量电场信号；输入阻抗为50Ω时，可以传输电压信号，如果配上环天线，可以测量磁场信号。可根据需要，通过计算机在远端控制模块20发送指令任意变换输入阻抗。
[0016]近端光信号接收模块13包括:与第一传输光纤8相连的光电转换电路单元15、和与光电转换电路单元15相连的放大与驱动电路单元14，由此能将远端模块1通过第一传输光纤8传来的光信号转换成电信号输出。
[0017]近端控制模块20包括:与计算机连接的串口电路单元16、与串口电路单元16相连的编码电路单元17、与编码电路单元17相连的驱动电路单元18和由驱动电路单元18驱动并给远端发射激光能量的激光器19。通过串口电路单元16接收计算机的指令，编码电路单元17对指令进行脉冲编码，输出脉冲信号，由驱动电路单元18放大，然后驱动激光器19发射激光脉冲，可同时传输指令和能量。因此可以随时从近端的计算机对远端的控制，包括改变远端模块1的输入阻抗和放大增益。
[0018]从近端控制模块20传送激光脉冲到远端模块1的第二传输光纤7，以及从远端模块1传输模拟信号到近端光信号接收模块13的第一传输光纤8，均不含金属加强筋。
[0019]本实用新型信号与工作能量的传输通过光纤完成，抗电磁干扰能力非常强；可实现电压、电流、电场、或者磁场信号的传输；能够根据信号的大小设置传输增益，增大测量或传输信号的动态范围；无需更换电池。
[0020]当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多功能模拟量光纤传输装置，其特征在于其包括远端模块、与远端模块输出相连的近端光信号接收模块、与远端模块光输入相连的近端控制模块、位于远端模块和近端光信号接收模块之间并传输信号的第一传输光纤、和位于远端模块和近端控制模块之间并传输控制信号和能量的第二传输光纤，其中远端模块包括:与输入相连的阻抗变换电路单元、与阻抗变换电路单元输出相连的可编程增益放大电路单元、与可编程增益放大电路单元相连的驱动电路单元、一端与驱动电路单元相连而另一端与第一传输光纤相连的电光转换电路单元、与第二传输光纤相连的激光供能光电池、与激光供能光电池输出相连的滤波电路单元、一端与激光供能光电池输出相连的取样电阻、与取样电阻另一端相连的放大整形电路单元、与放大整形电路单元相连且输出分别与阻抗变换电路单元、可编程增益放大电路单元相连的解码电路单元。2.如权利要求1所述的多功能模拟量光纤传输装置，其特征在于:所述阻抗变换电路单元的输入阻抗至少分大于50欧姆的高阻、小于50欧姆的低阻和50欧姆三种情况。3.如权利要求1所述的多功能模拟量光纤传输装置，其特征在于:所述近端光信号接收模块包括与第一传输光纤相连的光电转换电路单元、和与光电转换电路单元相连的放大与驱动电路单元。4.如权利要求1所述的多功能模拟量光纤传输装置，其特征在于:所述近端控制模块包括:与计算机连接的串口电路单元、与串口电路单元相连的编码电路单元、与编码电路单元相连的驱动电路单元和由驱动电路单元驱动并给远端发射激光能量的激光器。5.如权利要求1所述的多功能模拟量光纤传输装置，其特征在于:所述第一、二传输光纤为单向传输且不含金属加强筋。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能模拟量光纤传输装置，其包括远端模块、与远端模块输出相连的近端光信号接收模块、与远端模块光输入相连的近端控制模块、位于远端模块和近端光信号接收模块之间并传输信号的第一传输光纤、和位于远端模块和近端控制模块之间并传输控制信号和能量的第二传输光纤。本实用新型具有抗干扰能力非常强、可实现电压、电流、电场、或者磁场信号的传输，能够根据信号的大小设置传输增益，不用更换电池。
【IPC分类】H04B10/25
【公开号】CN204967824
【申请号】CN201520793735
【发明人】李炎新, 张琪, 杨波, 邱实, 石立华, 高成, 陈海林, 郭飞
【申请人】中国人民解放军理工大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月14日