專利名稱：電信號(hào)遠(yuǎn)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(hào)遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆椒把b置，尤其涉及一種通過(guò)光纖傳輸電信號(hào)的方法及裝置，具體地說(shuō)，涉及一種基于光纖傳輸電信號(hào)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(hào)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通過(guò)光纖傳輸信號(hào)的方法及裝置有很多，但大部分都是通過(guò)數(shù)字光收發(fā)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸，且基本只能傳輸指定碼型、固定速率的數(shù)字信號(hào)，輸出信號(hào)的幅度固定，不能傳輸各種速率的正弦波信號(hào)等反應(yīng)信號(hào)頻率和幅度的信號(hào)?，F(xiàn)在的通信傳感市場(chǎng)中有不少對(duì)信號(hào)的頻率和幅度同時(shí)遠(yuǎn)程傳輸?shù)男枨?，以?shí)現(xiàn)傳感信號(hào)的遠(yuǎn)程采集，傳統(tǒng)的解決方案就是對(duì)信號(hào)的頻率和幅度在遠(yuǎn)端進(jìn)行采集并數(shù)字化，但通過(guò)數(shù)字光模塊將數(shù)字化信息傳回處理中心，最后再進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換還原信號(hào)的頻率和幅度，因此，此種方式對(duì)數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度要求很高。能夠?qū)㈦娦盘?hào)的頻率和幅度同時(shí)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(zhǔn)確地反應(yīng)原始電信號(hào)的各種信息。本發(fā)明裝置就是針對(duì)電信號(hào)的頻率和幅度直接調(diào)制成光信號(hào)，并將調(diào)制光信號(hào)在遠(yuǎn)端直接恢復(fù)成原始電信號(hào)的頻率和幅度，沒(méi)有對(duì)原始電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換，較好的反應(yīng)了原始電信號(hào)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(wèn)題在于提供一種電信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸?shù)难b置及方法，將電信號(hào)頻率和幅度通過(guò)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端，在遠(yuǎn)端實(shí)現(xiàn)輸入電信號(hào)頻率和幅度的準(zhǔn)確恢復(fù)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電信號(hào)遠(yuǎn)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(guò)光纖連接，其還包括；
本振信號(hào)單元，與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元相連，為幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)提供本振信號(hào)輸入；
合路器，分別與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元、電信號(hào)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(cè)單元輸出的本振信號(hào)及電信輸入接口輸出的電信號(hào)，并將本振信號(hào)和電信號(hào)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(dòng)器、第一增益調(diào)節(jié)電路、第一幅度檢測(cè)器、幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元相連，并分別對(duì)上述所連接的裝置其進(jìn)行ADC采樣及控制；
調(diào)制驅(qū)動(dòng)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(cè)器相連， 接收第一增益調(diào)節(jié)電路的輸出信號(hào)，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(cè)器；
所述光信號(hào)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(cè)器，分別與光信號(hào)輸入接口、驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元、第二增益調(diào)節(jié)電路相連，探測(cè)器將光信號(hào)輸入接口傳來(lái)的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后輸出解調(diào)的電信號(hào)給第二增益調(diào)節(jié)電路，驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元給探測(cè)器加載合適的偏壓，以保障探測(cè)器正常工作；
第二控制單元，分別與驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元、第二增益調(diào)節(jié)電路、本振幅度檢測(cè)器、第二幅度檢測(cè)器相連，本振幅度檢測(cè)器將收到的本振信號(hào)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(cè)器將檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)給第二控制單元，驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元檢測(cè)探測(cè)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(hào)的幅度；
第二增益調(diào)節(jié)電路，分別與探測(cè)器、電信號(hào)輸出接口、本振幅度檢測(cè)器、第二控制單元、 第二幅度檢測(cè)器相連，第二增益調(diào)節(jié)電路將從探測(cè)器收到的電信號(hào)濾波解出本振信號(hào)后輸出給本振幅度檢測(cè)器，第二控制單元對(duì)驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元檢測(cè)電路傳來(lái)的光功率電壓、 幅度檢測(cè)電路檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度電壓和本振幅度檢測(cè)器傳來(lái)的本振信號(hào)電壓進(jìn)行ADC采樣分析后，控制增益調(diào)節(jié)電路信號(hào)的輸出幅度。進(jìn)一步，所述調(diào)制驅(qū)動(dòng)器由寬帶調(diào)制芯片、MOSFET管或高頻三極管對(duì)稱電路實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步，所述幅度調(diào)節(jié)與幅度檢測(cè)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(lái)調(diào)整本振信號(hào)的輸出幅度。進(jìn)一步，所述本振信號(hào)檢測(cè)器由功率檢測(cè)芯片或功率積分檢波電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種電信號(hào)遠(yuǎn)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(hào)單元產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，第一控制單元控制本振信號(hào)輸入到第一增益調(diào)節(jié)電路的幅度為基準(zhǔn)設(shè)置值，輸入的電信號(hào)和本振信號(hào)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(hào)的增益使其符合激光器驅(qū)動(dòng)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(hào)直接調(diào)制到激光器，形成帶調(diào)制信號(hào)的光信號(hào)輸出；
2)在所述接受模塊中，探測(cè)器及第二控制單元收到發(fā)射模塊通過(guò)光纖傳輸過(guò)來(lái)的調(diào)制光信號(hào)后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變還原成電信號(hào)輸出給第二增益調(diào)節(jié)電路，第二幅度檢測(cè)器測(cè)出收到的本振信號(hào)源幅度，接收第二控制單元根據(jù)接收到的本振信號(hào)幅度，計(jì)算出電信號(hào)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(lái)調(diào)節(jié)電信號(hào)輸出幅度。本發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果如下本發(fā)明電信號(hào)遠(yuǎn)程運(yùn)輸?shù)难b置及其方法，直接傳輸電信號(hào)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(zhǔn)確的反應(yīng)原始電信號(hào)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(duì)電信號(hào)的頻率和幅度在遠(yuǎn)端進(jìn)行采集并數(shù)字化，然通過(guò)數(shù)字光模塊將數(shù)字化信息傳回處理中心，最后再進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換還原信號(hào)的頻率和幅度，因此，此種方式對(duì)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(duì)電信號(hào)的頻率和幅度直接調(diào)制成光信號(hào)，并將調(diào)制光信號(hào)在遠(yuǎn)端直接恢復(fù)成原始電信號(hào)的頻率和幅度，沒(méi)有對(duì)原始電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換，較好的反應(yīng)了原始電信號(hào)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(hào)輸出接口 ；02—激光器；
03—調(diào)制驅(qū)動(dòng)器；04—第一增益調(diào)節(jié)電路；
05—合路器；06 —電信號(hào)輸入接口 ；
07—第一幅度檢測(cè)器；08—第一控制單元；
09—幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元； 10—本振信號(hào)單元；
11一光信號(hào)輸入接口 ；12—驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元；
13—探測(cè)器；14一第二增益調(diào)節(jié)電路；
15—電信號(hào)輸出接口 ；16—本振幅度檢測(cè)器；
17—第二控制單元；18—幅度檢測(cè)器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開(kāi)了一種電信號(hào)無(wú)損遠(yuǎn)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(guò)光纖相互連接。涉及頻率從低頻到高頻的電信號(hào)通過(guò)光纖遠(yuǎn)程傳輸?shù)膽?yīng)用，具體的說(shuō)就是將電信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端并無(wú)失真的還原成原始幅度電信號(hào)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 1、設(shè)計(jì)原理
電信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸裝置發(fā)射模塊電信號(hào)輸入接口 06輸入的電信號(hào)可描述為 Yin = A15!η(ωΛ + Cp1) + K1 ；
這里
Ai為電信號(hào)幅度；
叫為電信號(hào)頻率！
叱為電信號(hào)相位；
Iq為電信號(hào)直S偏置；
本振信號(hào)單元10輸出的信號(hào)可描述為
Vref - A2 ε η(ω21+φ2) + k:；
這里
A2為本振信號(hào)幅度；為本振信號(hào)頻率！
CV為本振信號(hào)相位；
為本振信號(hào)直流偏置J
幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元09接收本振信號(hào)單元10輸出的信號(hào)經(jīng)幅度調(diào)節(jié)后輸出的信號(hào)為設(shè)定穩(wěn)定的值。輸入到合路器05的本振信號(hào)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(hào)輸出幅度；
G1為幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元09的調(diào)節(jié)增益。這樣輸入到合路器05的信號(hào)為Ak + Vref ’
調(diào)制驅(qū)動(dòng)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(duì)調(diào)制驅(qū)動(dòng)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(cè)器13的響應(yīng)電流可表示為
權(quán)利要求
1.一種電信號(hào)遠(yuǎn)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(guò)光纖連接，其特征在于，其還包括；本振信號(hào)單元，與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元相連，為幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)提供本振信號(hào)輸入；合路器，分別與所述幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元、電信號(hào)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(cè)單元輸出的本振信號(hào)及電信輸入接口輸出的電信號(hào)，并將本振信號(hào)和電信號(hào)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(dòng)器、第一增益調(diào)節(jié)電路、第一幅度檢測(cè)器、幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)單元相連，并分別對(duì)上述所連接的裝置其進(jìn)行ADC采樣及控制；調(diào)制驅(qū)動(dòng)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(cè)器相連， 接收第一增益調(diào)節(jié)電路的輸出信號(hào)，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(cè)器；所述光信號(hào)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(cè)器，分別與光信號(hào)輸入接口、驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元、第二增益調(diào)節(jié)電路相連，探測(cè)器將光信號(hào)輸入接口傳來(lái)的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后輸出解調(diào)的電信號(hào)給第二增益調(diào)節(jié)電路，驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元給探測(cè)器加載合適的偏壓，以保障探測(cè)器正常工作；第二控制單元，分別與驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元、第二增益調(diào)節(jié)電路、本振幅度檢測(cè)器、第二幅度檢測(cè)器相連，本振幅度檢測(cè)器將收到的本振信號(hào)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(cè)器將檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)給第二控制單元，驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元檢測(cè)探測(cè)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(hào)的幅度；第二增益調(diào)節(jié)電路，分別與探測(cè)器、電信號(hào)輸出接口、本振幅度檢測(cè)器、第二控制單元、 第二幅度檢測(cè)器相連，第二增益調(diào)節(jié)電路將從探測(cè)器收到的電信號(hào)濾波解出本振信號(hào)后輸出給本振幅度檢測(cè)器，第二控制單元對(duì)驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元檢測(cè)電路傳來(lái)的光功率電壓、 幅度檢測(cè)電路檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度電壓和本振幅度檢測(cè)器傳來(lái)的本振信號(hào)電壓進(jìn)行ADC采樣分析后，控制增益調(diào)節(jié)電路信號(hào)的輸出幅度。
2.如權(quán)利要求1所述的電信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸裝置，其特征在于，所述調(diào)制驅(qū)動(dòng)器由寬帶調(diào)制芯片、MOSFET管或高頻三極管對(duì)稱電路實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的電信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸裝置，其特征在于，所述幅度調(diào)節(jié)與幅度檢測(cè)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(lái)調(diào)整本振信號(hào)的輸出幅度。
4.如權(quán)利要求1所述的電信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸裝置，其特征在于，所述本振信號(hào)檢測(cè)器由功率檢測(cè)芯片或功率積分檢波電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求1所述的電信號(hào)遠(yuǎn)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(hào)單元產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，第一控制單元控制本振信號(hào)輸入到第一增益調(diào)節(jié)電路的幅度為基準(zhǔn)設(shè)置值，輸入的電信號(hào)和本振信號(hào)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(hào)的增益使其符合激光器驅(qū)動(dòng)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(hào)直接調(diào)制到激光器，形成帶調(diào)制信號(hào)的光信號(hào)輸出；2)在所述接受模塊中，探測(cè)器及第二控制單元收到發(fā)射模塊通過(guò)光纖傳輸過(guò)來(lái)的調(diào)制光信號(hào)后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變還原成電信號(hào)輸出給第二增益調(diào)節(jié)電路，第二幅度檢測(cè)器測(cè)出收到的本振信號(hào)源幅度，接收第二控制單元根據(jù)接收到的本振信號(hào)幅度，計(jì)算出電信號(hào)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(lái)調(diào)節(jié)電信號(hào)輸出幅度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種電信號(hào)遠(yuǎn)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(hào)輸出接口、激光器、調(diào)制驅(qū)動(dòng)器、第一增益調(diào)節(jié)電路、合路器、電信號(hào)輸入接口、第一幅度檢測(cè)器、第一控制單元、幅度調(diào)節(jié)及幅度檢測(cè)、本振信號(hào)組成。接收模塊由光信號(hào)輸入接口、驅(qū)動(dòng)及控制檢測(cè)單元、探測(cè)器、第二增益調(diào)節(jié)電路、電信號(hào)輸出接口、本振幅度檢測(cè)器、第二控制單元、幅度檢測(cè)器組成。本發(fā)明直接傳輸電信號(hào)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(zhǔn)確的反應(yīng)原始電信號(hào)的各種信息。針對(duì)電信號(hào)的頻率和幅度直接調(diào)制成光信號(hào)，并將調(diào)制光信號(hào)在遠(yuǎn)端直接恢復(fù)成原始電信號(hào)的頻率和幅度。
文檔編號(hào)H04B10/12GK102510309SQ20111038922
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)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(qǐng)人:武漢電信器件有限公司