專利名稱：電信號遠程傳輸?shù)难b置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電信號遠程傳輸?shù)姆椒把b置，尤其涉及一種通過光纖傳輸電信號的方法及裝置，具體地說，涉及一種基于光纖傳輸電信號頻率及幅度的方法及裝置，可適用于數(shù)字通信及傳感信號領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通過光纖傳輸信號的方法及裝置有很多，但大部分都是通過數(shù)字光收發(fā)模塊來實現(xiàn)數(shù)字信號的傳輸，且基本只能傳輸指定碼型、固定速率的數(shù)字信號，輸出信號的幅度固定，不能傳輸各種速率的正弦波信號等反應(yīng)信號頻率和幅度的信號?，F(xiàn)在的通信傳感市場中有不少對信號的頻率和幅度同時遠程傳輸?shù)男枨螅詫崿F(xiàn)傳感信號的遠程采集，傳統(tǒng)的解決方案就是對信號的頻率和幅度在遠端進行采集并數(shù)字化，但通過數(shù)字光模塊將數(shù)字化信息傳回處理中心，最后再進行數(shù)模轉(zhuǎn)換還原信號的頻率和幅度，因此，此種方式對數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度要求很高。能夠?qū)㈦娦盘柕念l率和幅度同時直接傳輸?shù)难b置將盡可能減少模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換的次數(shù)，更加準確地反應(yīng)原始電信號的各種信息。本發(fā)明裝置就是針對電信號的頻率和幅度直接調(diào)制成光信號，并將調(diào)制光信號在遠端直接恢復(fù)成原始電信號的頻率和幅度，沒有對原始電信號進行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換，較好的反應(yīng)了原始電信號的各種特征。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種電信號遠程傳輸?shù)难b置及方法，將電信號頻率和幅度通過光纖傳輸?shù)竭h端，在遠端實現(xiàn)輸入電信號頻率和幅度的準確恢復(fù)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種電信號遠程傳輸?shù)难b置，包括發(fā)送模塊和接受模塊，所述發(fā)送模塊和接受模塊之間通過光纖連接，其還包括；
本振信號單元，與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元相連，為幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測提供本振信號輸入；
合路器，分別與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元、電信號輸入接口、第一增益調(diào)節(jié)電路相連，接收幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元輸出的本振信號及電信輸入接口輸出的電信號，并將本振信號和電信號合路輸出到第一增益調(diào)節(jié)電路；
第一控制單元，分別與調(diào)制驅(qū)動器、第一增益調(diào)節(jié)電路、第一幅度檢測器、幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元相連，并分別對上述所連接的裝置其進行ADC采樣及控制；
調(diào)制驅(qū)動器，分別與第一增益調(diào)節(jié)電路、激光器、第一控制單元、第一幅度檢測器相連， 接收第一增益調(diào)節(jié)電路的輸出信號，接收第一控制單元的偏置電流設(shè)置值，輸出調(diào)制電流給激光器、輸出調(diào)制電流幅度給第一幅度檢測器；
所述光信號輸出接口，與所述激光器相連，為激光器提供光輸出接口 ；所述接受模塊包括
探測器，分別與光信號輸入接口、驅(qū)動及控制檢測單元、第二增益調(diào)節(jié)電路相連，探測器將光信號輸入接口傳來的光信號進行光電轉(zhuǎn)換后輸出解調(diào)的電信號給第二增益調(diào)節(jié)電路，驅(qū)動及控制檢測單元給探測器加載合適的偏壓，以保障探測器正常工作；
第二控制單元，分別與驅(qū)動及控制檢測單元、第二增益調(diào)節(jié)電路、本振幅度檢測器、第二幅度檢測器相連，本振幅度檢測器將收到的本振信號幅度轉(zhuǎn)換成電壓形式輸出給第二控制單元，第二幅度檢測器將檢測到的信號強度轉(zhuǎn)換成電壓信號給第二控制單元，驅(qū)動及控制檢測單元檢測探測器的光功率并轉(zhuǎn)換成電壓形式給第二控制單元，第二增益調(diào)節(jié)電路受第二控制單元的控制輸出電信號的幅度；
第二增益調(diào)節(jié)電路，分別與探測器、電信號輸出接口、本振幅度檢測器、第二控制單元、 第二幅度檢測器相連，第二增益調(diào)節(jié)電路將從探測器收到的電信號濾波解出本振信號后輸出給本振幅度檢測器，第二控制單元對驅(qū)動及控制檢測單元檢測電路傳來的光功率電壓、 幅度檢測電路檢測到的信號強度電壓和本振幅度檢測器傳來的本振信號電壓進行ADC采樣分析后，控制增益調(diào)節(jié)電路信號的輸出幅度。進一步，所述調(diào)制驅(qū)動器由寬帶調(diào)制芯片、MOSFET管或高頻三極管對稱電路實現(xiàn)。進一步，所述幅度調(diào)節(jié)與幅度檢測單元包括放大器、衰減器及功率放大器，受所述第一控制單元控制來調(diào)整本振信號的輸出幅度。進一步，所述本振信號檢測器由功率檢測芯片或功率積分檢波電路來實現(xiàn)。一種電信號遠程傳輸裝置的方法，方法如下
1)在所述發(fā)射模塊中，本振信號單元產(chǎn)生基準信號，第一控制單元控制本振信號輸入到第一增益調(diào)節(jié)電路的幅度為基準設(shè)置值，輸入的電信號和本振信號合路輸入到第一增益調(diào)節(jié)電路，第一增益調(diào)節(jié)電路控制輸入信號的增益使其符合激光器驅(qū)動電平要求，第一控制單元控制激光器的偏置電流，第一增益調(diào)節(jié)電路的輸出信號直接調(diào)制到激光器，形成帶調(diào)制信號的光信號輸出；
2)在所述接受模塊中，探測器及第二控制單元收到發(fā)射模塊通過光纖傳輸過來的調(diào)制光信號后，將光信號轉(zhuǎn)變還原成電信號輸出給第二增益調(diào)節(jié)電路，第二幅度檢測器測出收到的本振信號源幅度，接收第二控制單元根據(jù)接收到的本振信號幅度，計算出電信號還原恢復(fù)所需增益，控制第二增益調(diào)節(jié)電路根據(jù)接收第二控制單元的指示來調(diào)節(jié)電信號輸出幅度。本發(fā)明達到的技術(shù)效果如下本發(fā)明電信號遠程運輸?shù)难b置及其方法，直接傳輸電信號的頻率和幅度的裝置盡可能減少模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換的次數(shù)，更加準確的反應(yīng)原始電信號的各種信息。而傳統(tǒng)的傳輸頻率和幅度的解決方案就是對電信號的頻率和幅度在遠端進行采集并數(shù)字化，然通過數(shù)字光模塊將數(shù)字化信息傳回處理中心，最后再進行數(shù)模轉(zhuǎn)換還原信號的頻率和幅度，因此，此種方式對數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度要求很高。本發(fā)明裝置就是針對電信號的頻率和幅度直接調(diào)制成光信號，并將調(diào)制光信號在遠端直接恢復(fù)成原始電信號的頻率和幅度，沒有對原始電信號進行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換，較好的反應(yīng)了原始電信號的各種特征。


圖1為發(fā)射模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。其中
01—光信號輸出接口 ；02—激光器；
03—調(diào)制驅(qū)動器；04—第一增益調(diào)節(jié)電路；
05—合路器；06 —電信號輸入接口 ；
07—第一幅度檢測器；08—第一控制單元；
09—幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元； 10—本振信號單元；
11一光信號輸入接口 ；12—驅(qū)動及控制檢測單元；
13—探測器；14一第二增益調(diào)節(jié)電路；
15—電信號輸出接口 ；16—本振幅度檢測器；
17—第二控制單元；18—幅度檢測器。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種電信號無損遠程傳輸?shù)姆椒ê脱b置；此裝置由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射模塊和接收模塊之間通過光纖相互連接。涉及頻率從低頻到高頻的電信號通過光纖遠程傳輸?shù)膽?yīng)用，具體的說就是將電信號通過光纖傳輸?shù)竭h端并無失真的還原成原始幅度電信號。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 1、設(shè)計原理
電信號遠程傳輸裝置發(fā)射模塊電信號輸入接口 06輸入的電信號可描述為 Yin = A15!η(ωΛ + Cp1) + K1 ；
這里
Ai為電信號幅度；
叫為電信號頻率！
叱為電信號相位；
Iq為電信號直S偏置；
本振信號單元10輸出的信號可描述為
Vref - A2 ε η(ω21+φ2) + k:；
這里
A2為本振信號幅度；為本振信號頻率！
CV為本振信號相位；
為本振信號直流偏置J
幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元09接收本振信號單元10輸出的信號經(jīng)幅度調(diào)節(jié)后輸出的信號為設(shè)定穩(wěn)定的值。輸入到合路器05的本振信號應(yīng)為
Lf = VrefX G1 = B sin(u2t+ φ2) + , 其中
B =^乂(^為已知量,是設(shè)定的本振信號輸出幅度；
G1為幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元09的調(diào)節(jié)增益。這樣輸入到合路器05的信號為Ak + Vref ’
調(diào)制驅(qū)動器03給激光器02加載的調(diào)制電流可表示為 Iffiod = Kx [(Via + Vrif) XG2X GJ + Iblas ；
其中
K為調(diào)制效率；
Ci2為合路器05的增益；
G3為第一增益調(diào)節(jié)電路04的增益；
Ibias為第一控制單元08對調(diào)制驅(qū)動器03設(shè)定的偏置電流值； 根據(jù)激光器光電轉(zhuǎn)換原理，激光器02的輸出光功率可表示為 Paut - Omoi ““ Ith) 乂 rI ；
其中
ΙΛ:激光器的_值電流ι.激光器的光電轉(zhuǎn)換效率。 探測器13的響應(yīng)電流可表示為
權(quán)利要求
1.一種電信號遠程傳輸?shù)难b置，包括發(fā)送模塊和接受模塊，所述發(fā)送模塊和接受模塊之間通過光纖連接，其特征在于，其還包括；本振信號單元，與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元相連，為幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測提供本振信號輸入；合路器，分別與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元、電信號輸入接口、第一增益調(diào)節(jié)電路相連，接收幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元輸出的本振信號及電信輸入接口輸出的電信號，并將本振信號和電信號合路輸出到第一增益調(diào)節(jié)電路；第一控制單元，分別與調(diào)制驅(qū)動器、第一增益調(diào)節(jié)電路、第一幅度檢測器、幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測單元相連，并分別對上述所連接的裝置其進行ADC采樣及控制；調(diào)制驅(qū)動器，分別與第一增益調(diào)節(jié)電路、激光器、第一控制單元、第一幅度檢測器相連， 接收第一增益調(diào)節(jié)電路的輸出信號，接收第一控制單元的偏置電流設(shè)置值，輸出調(diào)制電流給激光器、輸出調(diào)制電流幅度給第一幅度檢測器；所述光信號輸出接口，與所述激光器相連，為激光器提供光輸出接口 ；所述接受模塊包括探測器，分別與光信號輸入接口、驅(qū)動及控制檢測單元、第二增益調(diào)節(jié)電路相連，探測器將光信號輸入接口傳來的光信號進行光電轉(zhuǎn)換后輸出解調(diào)的電信號給第二增益調(diào)節(jié)電路，驅(qū)動及控制檢測單元給探測器加載合適的偏壓，以保障探測器正常工作；第二控制單元，分別與驅(qū)動及控制檢測單元、第二增益調(diào)節(jié)電路、本振幅度檢測器、第二幅度檢測器相連，本振幅度檢測器將收到的本振信號幅度轉(zhuǎn)換成電壓形式輸出給第二控制單元，第二幅度檢測器將檢測到的信號強度轉(zhuǎn)換成電壓信號給第二控制單元，驅(qū)動及控制檢測單元檢測探測器的光功率并轉(zhuǎn)換成電壓形式給第二控制單元，第二增益調(diào)節(jié)電路受第二控制單元的控制輸出電信號的幅度；第二增益調(diào)節(jié)電路，分別與探測器、電信號輸出接口、本振幅度檢測器、第二控制單元、 第二幅度檢測器相連，第二增益調(diào)節(jié)電路將從探測器收到的電信號濾波解出本振信號后輸出給本振幅度檢測器，第二控制單元對驅(qū)動及控制檢測單元檢測電路傳來的光功率電壓、 幅度檢測電路檢測到的信號強度電壓和本振幅度檢測器傳來的本振信號電壓進行ADC采樣分析后，控制增益調(diào)節(jié)電路信號的輸出幅度。
2.如權(quán)利要求1所述的電信號遠程傳輸裝置，其特征在于，所述調(diào)制驅(qū)動器由寬帶調(diào)制芯片、MOSFET管或高頻三極管對稱電路實現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的電信號遠程傳輸裝置，其特征在于，所述幅度調(diào)節(jié)與幅度檢測單元包括放大器、衰減器及功率放大器，受所述第一控制單元控制來調(diào)整本振信號的輸出幅度。
4.如權(quán)利要求1所述的電信號遠程傳輸裝置，其特征在于，所述本振信號檢測器由功率檢測芯片或功率積分檢波電路來實現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求1所述的電信號遠程傳輸裝置的方法，其特征在于，方法如下1)在所述發(fā)射模塊中，本振信號單元產(chǎn)生基準信號，第一控制單元控制本振信號輸入到第一增益調(diào)節(jié)電路的幅度為基準設(shè)置值，輸入的電信號和本振信號合路輸入到第一增益調(diào)節(jié)電路，第一增益調(diào)節(jié)電路控制輸入信號的增益使其符合激光器驅(qū)動電平要求，第一控制單元控制激光器的偏置電流，第一增益調(diào)節(jié)電路的輸出信號直接調(diào)制到激光器，形成帶調(diào)制信號的光信號輸出；2)在所述接受模塊中，探測器及第二控制單元收到發(fā)射模塊通過光纖傳輸過來的調(diào)制光信號后，將光信號轉(zhuǎn)變還原成電信號輸出給第二增益調(diào)節(jié)電路，第二幅度檢測器測出收到的本振信號源幅度，接收第二控制單元根據(jù)接收到的本振信號幅度，計算出電信號還原恢復(fù)所需增益，控制第二增益調(diào)節(jié)電路根據(jù)接收第二控制單元的指示來調(diào)節(jié)電信號輸出幅度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電信號遠程傳輸?shù)难b置及其方法，本發(fā)明由發(fā)送模塊和接收模塊組成。發(fā)送模塊由光信號輸出接口、激光器、調(diào)制驅(qū)動器、第一增益調(diào)節(jié)電路、合路器、電信號輸入接口、第一幅度檢測器、第一控制單元、幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測、本振信號組成。接收模塊由光信號輸入接口、驅(qū)動及控制檢測單元、探測器、第二增益調(diào)節(jié)電路、電信號輸出接口、本振幅度檢測器、第二控制單元、幅度檢測器組成。本發(fā)明直接傳輸電信號的頻率和幅度的裝置，盡可能減少模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換的次數(shù)，更加準確的反應(yīng)原始電信號的各種信息。針對電信號的頻率和幅度直接調(diào)制成光信號，并將調(diào)制光信號在遠端直接恢復(fù)成原始電信號的頻率和幅度。
文檔編號H04B10/12GK102510309SQ20111038922
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者林楠 申請人:武漢電信器件有限公司