本发明实施例涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种光纤信号接收电路。
背景技术：
由于光纤传输具有高可靠性、传输速度快、布线方便、成本低等优点，在智能化电站中，越来越来的数据交换使用光纤通信技术。
其中，配电网中电缆故障指示器应用中，一台电缆故障指示器终端会接入4到8套电缆故障指示器，一套电缆故障指示器中包含3个短路故障指示器和一个接地故障指示器。这样计算一台电缆故障指示器终端会对应16到32个光纤信号发送电路，每一个光纤信号发送电路包括一个光敏二极管，用于将接收到的脉冲电信号转换为光信号。
传统的光纤信号发送电路与光纤信号接收电路是一一对应设置的，且一个光纤信号接收电路仅能接收一个光信号，转换为与之对应的脉冲电信号，发送给单片机的串行信号端口，存在光纤信号接收电路设备功耗大，成本高，不符合低功耗、低成本的设计思路。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供了一种光纤信号接收电路，以解决光纤信号接收电路功耗太高，以及制作成本太高的问题。
本发明实施例提供了一种光纤信号接收电路，包括：
至少两路光纤信号接收单元、第一电阻和电源，所述光纤信号接收单元包括输入端和输出端，所述光纤信号接收单元的输入端通过所述第一电阻与所述电源的输出端电连接，所述光纤信号接收单元接收光信号，并将接收到的光信号转换为脉冲电信号从输出端输出；
模拟开关，所述模拟开关包括至少两个输入端、至少两个控制端和一个输出端，每个所述光纤信号接收单元的输出端与所述模拟开关一输入端电连接，所述模拟开关的控制端与其输入端一一对应，所述模拟开关用于根据其控制端的信号将该控制端所对应的输入端与其输出端之间导通或者关断；
信号放大电路，所述信号放大电路包括输入端和输出端，所述信号放大电路的输入端与所述模拟开关的输出端电连接。
可选的，所述光纤信号接收单元还包括光敏二极管和第二电阻；
所述光敏二极管的阳极与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端接地；
所述光敏二极管的阴极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述电源的输出端电连接；
所述光敏二极管的阳极作为所述光纤信号接收单元的输出端。
可选的，还包括三极管，所述三极管的第一极与所述电源的输出端电连接，所述三极管的第二极与所述放大电路的电源输入端电连接，所述三极管的基极与各所述光纤信号接收单元的输入端电连接。
可选的，所述信号放大电路包括运算放大器、第三电阻、第四电阻、和第五电阻；
所述运算放大器的第一电源信号输入端与所述三极管的第二极电连接，所述运算放大器的第二电源输入端接地；
所述第三电阻的第一端与所述三极管的第二极电连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接，且所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的负极输入端电连接，所述第四电阻的第二端接地；
所述第五电阻的第一端与所述运算放大器的负极输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述运算放大器的正极输入端电连接，且所述第五电阻的第二端与所述模拟开关的输出端电连接；
所述运算放大器的输出端作为所述信号放大电路的输出端。
可选的，所述运算放大电路还包括第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述模拟开关的输出端电连接，所述第六电阻的第二端接地。
可选的，所述运算放大电路还包括第一电容，所述第一电容的第一电极与所述运算放大器的正极输入端电连接，所述第一电容的第二电极与所述运算放大器的输出端电连接。
可选的，所述运算放大电路还包括第二电容，所述第二电容的第一电极与所述运算放大器的第一电源信号输入端电连接，所述第二电容的第二电极接地。
可选的，所述运算放大电路还包括第三电容，所述第三电容的第一电极与所述第四电阻的第一端电连接，所述第三电容的第二电极与所述第四电阻的第二端电连接。
可选的，还包括控制单元，每个所述光纤信号接收单元的输出端电连接所述控制单元的一电平信号输入端；
所述模拟开关的控制端电连接所述控制单元的一电平信号输出端，所述控制单元的电平信号输出端与所述控制单元的电平信号输入端一一对应；
所述信号放大电路的输出端与所述控制单元的串行信号端口电连接。
可选的，还包括非门；
所述信号放大电路的输出端通过所述非门与所述控制单元的串行信号端口电连接；
所述非门的信号输入端与所述信号放大电路的输出端电连接，所述非门的信号输出端与所述控制单元的串行信号端口电连接；
所述非门的第一电源信号输入端与所述电源的输出端电连接；
所述非门的第二电源信号输入端接地。
本发明实施例提供了一种光纤信号接收电路，包括至少一个光纤信号接收单元，实现了一个光纤信号接收电路对应接收至少一个光纤信号发送电路发送的光信号，通过每一个光纤信号接收单元接收一个光纤信号发送电路发送的光信号转化为与之对应的电信号，并对其放大，达到了降低功耗，以及减少制作成本的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种光纤信号接收电路的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种光纤信号接收电路的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
本发明实施例提供了一种光纤信号接收电路，参见图1，该光纤信号接收电路包括：至少两路光纤信号接收单元10、第一电阻r1和电源vcc，光纤信号接收单元10包括输入端a1和输出端a2，光纤信号接收单元10的输入端a1通过第一电阻r1与电源vcc的输出端电连接，光纤信号接收单元10接收光信号，并将接收到的光信号转换为脉冲电信号从输出端输出；模拟开关20，模拟开关20包括至少两个输入端b1、至少两个控制端b2和一个输出端b3(图中未示出)，每个光纤信号接收单元10的输出端a2与模拟开关20一输入端b1电连接，模拟开关20的控制端b2与其输入端b1一一对应，模拟开关20用于根据其控制端b2的信号将该控制端b2所对应的输入端b1与其输出端b3之间导通或者关断；信号放大电路30，信号放大电路30包括输入端c1和输出端c2，信号放大电路30的输入端c1与模拟开关20的输出端b3电连接。
在本实施例中，脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号(如正弦波)相比，波形之间在时间轴不连续(波形与波形之间有明显的间隔)，但具有一定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波(也就是方波)。脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制，脉冲宽度调制等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。
需要说明的是，在实际应用中，光纤信号发送电路大都会对应设置光纤信号发送电路，且一光纤信号发送电路包括一个光敏二极管，对应接收一个脉冲电信号，然后将其转换为对应的光信号，发射给光纤信号接收电路。具体的，光纤信号发送电路的脉冲电信号接收端接收脉冲电信号，当脉冲电信号为低电平时，光纤信号发送电路中的光敏二极管导通，并发光，当脉冲电信号为高电平时，光纤信号发送电路中的光敏二极管不导通，且不发光，即可完成将脉冲电信号对应的光信号发射出去。
具体的，当脉冲电信号为高电平时，光纤信号发送电路中的光敏二极管导通，并发光，此时，光纤信号接收电路的光纤信号接收单元10接收光信号，并将接收到的光信号转换为脉冲电信号从输出端输出。需要说明的是，光纤信号接收电路从输出端输出的脉冲电信号与光纤信号发送电路的脉冲电信号接收端接收的脉冲电信号对应，但是可能由于从电信号-光信号-电信号的传递，中间可能会有能量的损失，造成光纤信号接收电路从输出端输出的脉冲电信号与光纤信号发送电路的脉冲电信号接收端接收的脉冲电信号对应，但是不能完全相同的情况。因此信号放大电路30用于对该光纤信号接收单元10转换的脉冲电信号进行放大，使其更接近光纤信号发送电路的脉冲电信号接收端接收的脉冲电信号。
现有技术中，传统的光纤信号发送电路与光纤信号接收电路是一一对应设置的，一个光纤信号接收电路仅仅包含一个光纤信号接收单元，因此当光纤信号发送电路发送多个光信号时，需要多个光纤信号接收电路，造成设备功耗大，成本高的问题。
需要说明的是，在光纤信号接收单元10和模拟开关20之间需要一个控制单元来实现模拟开关20的输入端和对应的输出端之间的导通或者关断。具体的，模拟开关的数量可以与光纤信号接收单元的数量相等，此时，示例性的，模拟开关可包括单个的晶体管。一个光纤信号接收单元10的输出端a2与一晶体管的第一极电连接，同时该光纤信号接收单元10的输出端a2与控制单元的一电平信号输入端电连接，该晶体管的基极与控制单元的电平信号输出端电连接，控制单元输出控制信号至该光纤信号接收单元10的输出端a2电连接的晶体管的基极，晶体管根据基极接收到的控制信号来控制晶体管的导通或者关断。该晶体管的第二极与信号放大电路30的输入端c1电连接，晶体管导通时，光纤信号接收单元10的输出端a2的电平信号可以发送给信号放大电路30的输入端c1，记为高电平信号，信号放大电路30将该高电平信号放大后输出，晶体管关断时，信号放大电路30的输入端c1的电压信号记为记为低电平信号。
模拟开关的数量也可以小于光纤信号接收单元的数量，示例性的，模拟开关可包括双向模拟开关。每一个双向模拟开关的内部包括四个子开关，每一个子开关包括一个输入端、一个输出端和一个控制端。一个光纤信号接收单元10的输出端a2与一子开关的输入端电连接，同时该光纤信号接收单元10的输出端a2与控制单元的一电平信号输入端电连接，该子开关的控制端与控制单元的电平信号输出端电连接，子开关根据控制端接收到的电平信号来控制子开关的导通或者关断。该子开关的输出端与信号放大电路30的输入端c1电连接，该子开关导通时，光纤信号接收单元10的输出端a2的电平信号可以发送给信号放大电路30的输入端c1，记为高电平信号，输出端关断时，信号放大电路30的输入端c1的电压信号记为低电平信号。
在本实施例中，信号放大电路可以对信号放大电路的输入端接收到的脉冲电信号进行放大。
由于光纤信号发送电路大都会对应设置光纤信号发送电路，且一光纤信号发送电路包括一个光敏二极管，对应接收一个脉冲电信号，然后将其转换为对应的光信号，本发明实施例提供了一种光纤信号接收电路，包括至少一个光纤信号接收单元，实现了一个光纤信号接收电路对应接收至少一个光纤信号发送电路发送的光信号，通过每一个光纤信号接收单元接收一个光纤信号发送电路发送的光信号转化为与之对应的电信号，并对其放大，达到了降低功耗，以及减少制作成本的技术效果。
实施例二
在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种光纤信号接收电路，具体的，在本实施例中，对光纤信号接收单元进行了进一步的细化，图2是本发明实施例二提供的一种光纤信号接收电路的结构示意图，图2中示例性的，示出4个光纤信号接收单元10，参见图2，该光纤信号接收电路的光纤信号接收单元10还包括光敏二极管d1和第二电阻r2。光敏二极管d1的阳极与第二电阻r2的第一端电连接，第二电阻r2的第二端接地；光敏二极管d1的阴极作为光纤信号接收单元10的输入端a1与第一电阻r1的第一端电连接，第一电阻r1的第二端与电源vcc的输出端电连接；光敏二极管d1的阳极作为光纤信号接收单元10的输出端a2。第一电阻r1的阻值是第二电阻r2的10倍左右，示例性的，第一电阻r1的阻值可以为100k欧姆，第二电阻r2的阻值可以为10k欧姆。可选的，该光纤信号接收电路还包括滤波电容c0，滤波电容c0的第一电极与电源vcc的输出端电连接，滤波电容c0的第二电极接地。
示例性的，图2中示出的模拟开关20为双向模拟开关，每一个双向模拟开关的内部包括四个子开关，每一个子开关包括一个输入端b1、输出端b2和控制端b3。
可选的，在上述技术方案的基础上，还包括三极管40，三极管40的第一极与电源vcc的输出端电连接，三极管40的第二极与信号放大电路30的电源输入端c3电连接，三极管40的基极与各光纤信号接收单元10的输入端a1电连接。示例性的，图中示出的三极管40的发射极与电源vcc的输出端电连接，三极管40的集电极与信号放大电路40的电源输入端c3电连接。三极管40的作用在于为信号放大电路30提供电源信号。具体的，当光敏二极管d1发光时，光敏二极管d1阴极的电平信号为低电平，三极管40导通，电源vcc为信号放大电路30提供电源信号。光敏二极管d1不发光时，光敏二极管d1阴极的电平信号为高电平，三极管40不导通，电源vcc停止为信号放大电路30提供电源信号。即在光纤信号接收单元10接收光信号时，电源vcc为信号放大电路30提供电源信号，达到了节省功耗的效果。
可选的，在上述技术方案的基础上，信号放大电路30包括运算放大器301、第三电阻r3、第四电阻r4、和第五电阻r5；运算放大器301的第一电源信号输入端d1与三极管40的第二极(集电极)电连接，运算放大器301的第二电源输入端d2接地；第三电阻r3的第一端与三极管40的第二极(集电极)电连接，第三电阻r3的第二端与第四电阻r4的第一端电连接，且第三电阻r3的第二端与运算放大器301的负极输入端d3电连接，第四电阻r4的第二端接地；第五电阻r5的第一端与运算放大器301的负极输入端d3电连接，第五电阻r5的第二端与运算放大器301的正极输入端d4电连接，且第五电阻r5的第二端与模拟开关20的输出端b2电连接；运算放大器301的输出端d5作为信号放大电路30的输出端c2。
可选的，第四电阻r4的阻值远远大于第三电阻r3的阻值，使得运算放大器301的负极输入端d3的电压很小，示例性的，第三电阻r3的阻值为第四电阻r4阻值的十分之一。当光敏二极管d1不发光时，光敏二极管d1阳极的电平信号为低电平，第五电阻r5的作用在于使得运算放大器301的负极输入端d3的电压等于运算放大器301的正极输入端d4的电压，因为光敏二极管d1不发光时，信号放大电路30无需工作，保证运算放大器301的负极输入端d3的电压等于运算放大器301的正极输入端d4的电压可以避免运算放大器301的输出端d5进行错误信号的输出。
可选的，在上述技术方案的基础上，信号放大电路30还包括第六电阻r6，第六电阻r6的第一端与模拟开关20的输出端b2电连接，第六电阻r6的第二端接地。当光敏二极管d1从发光变化到不发光时，光敏二极管d1阳极的电平信号由高电平信号变为电平信号，第六电阻r6用作放电电阻，使得运算放大器301的正极输入端d4的电压信号由高电平信号快速变为低电平信号。
可选的，在上述技术方案的基础上，信号放大电路30还包括第一电容c1，第一电容c1的第一电极与运算放大器301的正极输入端d4电连接，第一电容c1的第二电极与运算放大器301的输出端d5电连接。当光敏二极管d1从不发光变化到发光时，光敏二极管d1阳极的电平信号由低电平信号变为高电平信号，第一电容c1用作正反馈电容，使得运算放大器301的输出端d5的电压信号由低电平信号快速变为高电平信号。
同时，运算放大器还有放大电信号的作用，运算放大器301由于受到电源vcc电信号的限制作用，最多可以将高电平信号放大到与电源vcc的输出端可输出的电压相等的数值。
可选的，在上述技术方案的基础上，运算放大器301还包括第二电容c2，第二电容c2的第一电极与运算放大器301的第一电源信号输入端d1电连接，第二电容c2的第二电极接地。第二电容c2用作滤波电容。
可选的，在上述技术方案的基础上，运算放大电路30还包括第三电容c3，第三电容c3的第一电极与第四电阻5r4的第一端电连接，第三电容c3的第二电极与第四电阻r4的第二端电连接。第三电容c3用作滤波电容。
可选的，在上述技术方案的基础上，还包括控制单元，每个光纤信号接收单元10的输出端a2电连接控制单元的一电平信号输入端；模拟开关20的控制端b3电连接控制单元的一电平信号输出端，控制单元的电平信号输出端与控制单元的电平信号输入端一一对应；信号放大电路的输出端与控制单元的串行信号端口电连接。
可选的，在上述技术方案的基础上，还包括非门50；信号放大电路30的输出端c2通过非门50与控制单元的串行信号端口电连接；非门50的信号输入端e1与信号放大电路30的输出端c2电连接，非门50的信号输出端e2与控制单元的串行信号端口电连接；非门50的第一电源信号输入端e3与电源vcc的输出端电连接；非门50的第二电源信号输入端e4接地。
控制单元示例性的可以为单片机。参见图2，光纤信号接收单元10接收光信号，并将接收到的光信号转换为脉冲电信号，此时光敏二极管d1发光，光敏二极管d1的阳极为高电平，运算放大器301的正极输入端d4和输出端d5均为高电平，与光纤信号发送电路的脉冲电信号接收端接收的脉冲电信号的电位相反，因此非门50将运算放大器301的输出端d5输出的脉冲电信号的高电平转换为低电平，低电平转换为高电平，同时由于，非门是有源器件，可以提高光纤信号接收电路的带载能力。
示例性的，双向模拟开关为4000系列cmos集成电路cd4066，包含4个双向模拟开关。运算放大器301为德州仪器的lmv321，单路低电压轨至轨输入/输出运算放大器。非门50为德州仪器的sn74ahc1g14，单路施密特触发反向器。
本发明实施例提供的光纤信号接收电路工作原理如下：
通过光纤信号接收单元10包括的4个光敏二极管d1接收光信号，可以同时接收4个光信号，达到了降低光纤信号接收电路功耗，以及减少制作成本的技术效果，并且将光信号转换为脉冲电信号从光敏二极管的阳极输出，一个光敏二极管d1的阳极与一子开关的输入端b1电连接，同时该光敏二极管d1的阳极与控制单元的一电平信号输入端电连接，一子开关的控制端b3与该控制单元的电平信号输出端电连接，子开关根据控制端b3接收到的电平信号来控制子开关的导通或者关断。该子开关的输出端b2与信号放大电路30的输入端c1电连接，光敏二极管d1接收到光信号，发光并导通，控制单元的电平信号输入端接收到光敏二极管d1的阳极的电平信号，此时为高电平信号，控制单元输出控制信号至该光敏二极管d1的阳极电连接的子开关的控制端b3，该子开关导通，光敏二极管d1的阳极的电平信号可以通过导通的子开关传输给信号放大电路30的输入端c1，记为高电平信号，信号放大电路30将该高电平信号放大后输出；光敏二极管d1未接收到光信号，不发光且不导通，控制单元的电平信号输入端接收到光敏二极管d1的阳极的电平信号，此时为低电平信号，该子开关关断，信号放大电路30的输入端c1的电压信号记为低电平信号。
通过光纤信号接收单元10包括的光敏二极管d1未接收光信号，控制单元的电平信号输入端接收到脉冲电信号中的低电平，断开双向模拟开关20，传给运算放大器301的正极输入端d4对应的低电平信号；
第四电阻r4的阻值远远大于第三电阻r3的阻值，使得运算放大器301的负极输入端d3的电压很小，因为光敏二极管d1不发光时，信号放大电路30无需工作，保证运算放大器301的负极输入端d3的电压等于运算放大器301的正极输入端d4的电压可以避免运算放大器301的输出端d5进行错误信号的输出。
对于运算放大器301，正极输入端d4的电平信号由高电平信号变为低电平信号时，第六电阻r6作为放电电阻，促进正极输入端d4的电平信号由高电平信号快速变为低电平信号；正极输入端d4的电平信号由低电平信号变为高电平信号时，第一电容c1作为正反馈电容，使得运算放大器301的输出端d5的电压信号由低电平信号快速变为高电平信号。对于运算放大器301，正极输入端d4的电平信号为高电平信号时，对其进行放大，使得输出端d5的高电平信号的值最大达到电源vcc能够提供的电压信号；
对于运算放大器301，正极输入端d4的电平信号为低电平信号时，第五电阻r5，保证运算放大器301的负极输入端d3的电压等于运算放大器301的正极输入端d4的电压可以避免运算放大器301的输出端d5进行错误信号的输出。
非门50将运算放大器301的输出端d5输出的脉冲电信号的高电平转换为低电平，低电平转换为高电平，同时由于，非门是有源器件，可以提高光纤信号接收电路的带载能力。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。