PCM设备的制作方法

本实用新型涉及光纤通信领域，特别涉及一种PCM设备。

背景技术：

在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM(pulse code modulation)，即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。现在的数字传输系统都是采用脉码调制(Pulse-code modulation)体制。PCM最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之间有一条中继线不是只传送一条电话信号。 PCM有两个标准(表现形式)即E1和T1。中国采用的是欧洲的E1标准。T1 的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是2.048Mbit/s。脉冲编码调制可以向用户提供多种业务，既可以提供从2M到155M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图像传送、远程教学等其他业务。特别适用于对数据传输速率要求较高，需要更高带宽的用户使用。传统PCM设备的供电电路部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统PCM设备的供电电路部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的PCM 设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种PCM设备，包括上位机、无线通信模块、主控制器、单端输出接口、差分输出接口和供电电路，所述上位机通过所述无线通信模块与所述主控制器连接，所述单端输出接口、差分输出接口和供电电路均与所述主控制器连接；

所述供电电路包括电压输入端、第一电阻、第一三极管、第二电阻、第一 TVS管、直流电源、第二二极管、第一电容、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第二电容、第三电容和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一电阻的一端、第一三极管的基极和第二二极管的阳极连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一三极管的发射极、第一TVS管的阳极、第一电容的一端和直流电源连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二电阻的一端、第一TVS管的负极、第一电容的另一端和第二三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第二二极管的阴极和第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极和第四三极管的发射极均接地，所述第三三极管的集电极分别与所述第四三极管的基极和第五三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极分别与所述电压输出端和第五三极管的发射极连接，所述第五三极管的集电极与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地，所述第二二极管的型号为S-153T。

在本实用新型所述的PCM设备中，所述供电电路还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第四电容的电容值为450pF。

在本实用新型所述的PCM设备中，所述供电电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第三电阻的阻值为37kΩ。

在本实用新型所述的PCM设备中，所述供电电路还包括第五电容，所述第五电容的一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第五电容的另一端分别与所述第四三极管的基极和第五三极管的基极连接，所述第五电容的电容值为 510pF。

在本实用新型所述的PCM设备中，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第五三极管均为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

在本实用新型所述的PCM设备中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI 模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、 TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本实用新型的PCM设备，具有以下有益效果：由于设有上位机、无线通信模块、主控制器、单端输出接口、差分输出接口和供电电路；供电电路包括电压输入端、第一电阻、第一三极管、第二电阻、第一TVS管、直流电源、第二二极管、第一电容、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第二电容、第三电容和电压输出端，该供电电路相对于传统PCM设备的供电电路部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第二二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型PCM设备一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中供电电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型PCM设备实施例中，该PCM设备的结构示意图如图1所示。图1中，该PCM设备包括上位机1、无线通信模块2、主控制器3、单端输出接口4、差分输出接口5和供电电路6，其中，上位机1通过无线通信模块2与主控制器3连接，单端输出接口4、差分输出接口5和供电电路6均与主控制器1 连接。

供电电路6用于为主控制器3提供所需的电源，无线通信模块2用于接收上位机1的配置信息并发送至主控制器3，主控制器3用于接收配置信息以生成对应的PCM信号，并经单端输出接口4或差分输出接口5输出以供其它设备使用。其中配置信息包括码速率、帧结构、码型和波形。该PCM设备通过上位机 1将配置信号通过无线方式发送至主控制器3，由主控制器3根据配置信号生成相对应的PCM信号此PCM信号的码速率、码型、PCM帧结构等几乎所有参数均可通过主控制器3编程设置，并且可设置的范围很大，因而通用性很强。单端输出接口4或差分输出接口5用于对PCM信号进行校验。

本实施例中，主控制器3选用美国Xilinx公司Spartan-Ⅱ系列的FPGA芯片 XC2S100-6PQ208，其属于中等规模的SRAM工艺FPGA芯片，成本较低。

本实施例中，无线通信模块2为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS 模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee 模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

本实施例中，为了满足通用性与多样化的要求，采用单端输出接口4或差分输出接口5的方式输出PCM信号。其中PCM信号的单端输出方式采用电子电路设计中常用的光耦隔离，光电耦合器件实质上是发光二极管与光电三极管的组合，在光电耦合放大电路中，发光二极管作为上级的负载，而输出电流的大小变化会直接影响发光二极管光亮度的强弱。通过光耦合原理，发光二极管发光的强弱使光电三极管输出电流也发生变化，经后级放大电路放大后，便会输出放大信号。由于光电耦合是通过“电—光—电”的转换达到级间耦合的目的，所以两级间输入信号与输出信号处于电隔离状态。

图2为本实施例中供电电路的电路原理图，图2中，该供电电路6包括电压输入端Vin、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二电阻R2、第一TVS管D1、直流电源VCC、第二二极管D2、第一电容C1、第二三极管Q2、第三三极管 Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二电容C2、第三电容C3和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin分别与第一电阻R1的一端、第一三极管Q1的基极和第二二极管D2的阳极连接，第一电阻R1的另一端分别与第一三极管Q1 的发射极、第一TVS管D1的阳极、第一电容C1的一端和直流电源VCC连接，第一三极管Q1的集电极分别与第二电阻R2的一端、第一TVS管D1的负极、第一电容C1的另一端和第二三极管Q2的基极连接，第二电阻R2的另一端分别与第二二极管D2的阴极和第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极和第四三极管Q4 的发射极均接地，第三三极管Q3的集电极分别与第四三极管Q4的基极和第五三极管Q5的基极连接，第四三极管Q4的集电极分别与电压输出端Vo和第五三极管Q5的发射极连接，第五三极管Q5的集电极与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端接地。

该供电电路6相对于传统PCM设备的供电电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第二二极管D2为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为S-153T，当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该供电电路6的工作原理如下：工作中，高压直流电经过第二电阻R2分压后，流入第二三极管Q2的基极，由于基极与第一TVS管D1串联后接地，因此，基极的电位被第一TVS管D1钳位在一固定值，其基极保持高电平，第二三极管Q2导通，高压直流电经过第二三极管Q2的输出，且选用稳定电压大小合适的稳压管，使基极的电位保持在使第二三极管Q2工作在放大区的范围；理想的电容在接通的瞬间电压不会突变，因而不会发生功率损耗，电路中也就不会出现功率振荡的现象。但是实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，各种原因导致电容变得不“理想”，这个损耗在外部表现为就像一个电阻跟电容串联在一起，功率全部消耗在该电阻上，该电阻称为ESR(等效串联电阻)，较小的ESR可以使电路在接通的瞬间不会产生自激振荡，具有很好的滤波稳压效果，因此，通常情况下，对于电容来说，ESR越小越好，而电解电容是目前常用的ESR比较小的电容。

第一电容C1作为缓冲电容，使电压输出端Vo处不会因为电流突变而产生振荡，从而达到稳压效果，第一三极管Q1作为开关管，与第一TVS管D1并联设置，具体地，其集电极与第二三极管Q2的基极相连接，发射极接地，基极用于输入外部的控制信号，当控制信号为高电平时，输入端与输出端导通，当控制信号为低电平时，输入端与输出端关断，当控制信号为低电平时，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2的基极处于高电位，呈导通状态，当控制信号变为高电平时，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2的基极被拉至低电平，第二三极管Q2截止。

本实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第五三极管Q5均为NPN型三极管，第四三极管Q4为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第五三极管Q5也可以均为PNP型三极管，第四三极管Q4也可以为NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该供电电路6还包括第四电容C4，第四电容C4的一端与第二三极管Q2的发射极连接，第四电容C4的另一端与第三三极管Q3的基极连接。第四电容C4为耦合电容，用于第二三极管Q2与第三三极管Q3之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为450pF，当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该供电电路6还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第三三极管Q3的发射极连接，第三电阻R3的另一端接地。第三电阻R3为限流电阻，用于进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为37kΩ，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该供电电路6还包括第五电容C5，第五电容C5的一端与第三三极管Q3的集电极连接，第五电容C5的另一端分别与第四三极管Q4的基极和第五三极管Q5的基极连接。第五电容C5为耦合电容，用于防止第三三极管Q3、第四三极管Q4和第五三极管Q5之间的干扰，以进一步增强防止信号干扰的效果。值得一提的是，本实施例中，第五电容C5的电容值为510pF，当然，在实际应用中，第五电容C5的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该供电电路6相对于传统PCM设备的供电电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该供电电路6中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。