• 易迪拓培训,专注于微波、射频、天线设计工程师的培养
首页 > 无线通信 > 技术文章 > 一种基于光纤传输的监测信号处理系统

一种基于光纤传输的监测信号处理系统

录入:edatop.com     点击:

光纤长度的计算要考虑整个系统的光纤通道的损耗,主要有耦合损耗,也就是插入损耗,光纤的传输损耗,和光接收器对驱动光功率的要求。在我们这个光连接系统中如果传输速率超过2 MHz的话,光在其中传输就会发生色散,发生色散的原因和光源的波长及光纤的长度有关,在这个系统中,不需要很高的传输速率,只有不超过5 kHz的速率,这在传输长度不太长的情况下,不超过20 km,色散作用会很小,所以在计算光的传输损耗时,可以不考虑这个损耗,只需要考虑计算光的固有损耗(Power Budget)就行了。

通过分析对所使用的光收发一体化模块的光学和电学特性的分析,可以用式(1)来计算所使用的光纤长度:

式中:l(max)为可以选择的最大的光纤长度(m);PRL,min为光接收器允许的最小光功率(mW);PT(min)为LED耦合进入光纤的最小耦合功率(mW);OPM为光功率裕度(mW),应该考虑LED老化和供电电压波动等原因;α(min)为最大光纤损耗(dB/m)。这里允许使用的最长距离为20 km。

同时要考虑接收器的动态范围,所谓动态范围是指接收器能敏感的最小光功率和接收器所能承受的最大光功率之差分别用PRL,min和PRL,max来表示。其中,光纤在传输光的过程中所允许使用的最短距离由PRL,max决定,这个最短距离可用式(2)来表示:

式中,l(min)为可用的最短光纤长度(m);PT(max)为发射管耦合进入光纤的最大光功率(mW);PRL,max为接收管可以承受的最大光功率输入(mW);α(min)为光纤的最小衰减系数(dB/m);本系统允许使用的最短光纤长度为0.5 m。

3 光接收信号处理

光接收部分由光检测器,放大器和信号处理电路组成。它把光纤中传来的光信号转换为电信号,并将其放大。它有数字光接收和模拟光接收两种模式,选用的光接收器件是ATR-X5XXL光收发一体化模块中的接收部分,通过光接收器,可以直接得到一个数字输出电压了。这个数字输出电压也是TTL电平信号。它的高电平的范围为最低高电平为2.4 V,最大可以达到电源电压。低电平的范围为最高允许的低电平为0.4 V,最低为0 V。

为了再现输入的模拟信号波形,需要把这个数字信号通过信号处理变成模拟信号。这个过程是由数模转换器即D/A转换器来完成的。由于A/D7894_10的十四位输出是完全补码形式的,为了简化电路,同时也防止在操作过程中出现不必要的错误,要求所选用的D/A转换器是能以完全补码串行输入的。与此同时,它的工作时序和工作速度应该和A/D7894_10相匹配。本文采用AD7840作为D/A转换芯片。

AD7840是十六位补码输入,电压输出方式,满幅度输出电压的范围为±3 V,双电源±5 V供电,外接+3 V的参考输入电压。可以工作在串行和并行模式,它的串行最高工作时钟频率可允许达到6 MHz,典型功耗为70 mW,它的逻辑控制方便,能用简单的数字电路设计工作时序。它采用24引脚双列直插式封装,使用简单。

它的方式控制及读时序如表2所示。

任意输入数字量和模拟电压量之间的关系计算方法如下式所示:

其中:-8192≤N≤8191,VREFIN为AD7840的参考输入,大小为+3 V。

AD7840的最小分辨电压是1LSB=FS/16 384=6/16384=366μV,其中6表示它的输出电压的峰-峰值为6 V,16 384是它的最大的可能输入编码。

当AD7840的外围和时序得到了满足后,它就把数字信号转换成模拟信号了。

4 处理结果及分析

4.1 处理结果

4.1.1 万用表测量结果

把光纤传来的数字信号送到它的输入端,用万用表测量的结果如表3所示,最后用双踪示波器得到的结果如图3所示。

4.1.2 示波器观察结果

示波器观察结果如图3所示。

4.2 结果分析

系统分别对信号进行数模和模数转换处理,采用光信号传输,用光纤作为传输信号通道。所设计的系统体积小,重量轻,性能良好,实时性强,可以远距离办公,能实现程序控制,监测手段安全可靠。经过这样的处理和传输后在一定的速率范围内可以达到相对准确的程度,通过示波观察后发现信号基本得到了再现。实践证明这种方法经济实用,且电压越高,经济效益越好。

作者:韦英华 (连云港职业技术学院 机电工程学院 江苏 连云港 222003)

来源:《现代电子技术》

上一篇:配线子系统缆线分布数量设想
下一篇:开关电源电气的技术指标

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鎯у⒔閹虫捇鈥旈崘顏佸亾閿濆簼绨奸柟鐧哥秮閺岋綁顢橀悙鎼闂傚洤顦甸弻銊モ攽閸℃瑥顤€濡炪倕绻掓慨椋庢閹烘鐒垫い鎺嶈兌缁♀偓闂佺ǹ鏈〃鍡涘棘閳ь剟姊绘担铏瑰笡閽冭京鎲搁弶鍨殻闁糕斁鍋撳銈嗗坊閸嬫挻銇勯弴銊ュ箻婵″弶鍔欓獮姗€骞囨担鐟板厞闂佸搫顦悧鍕礉瀹€鍕嚑闁硅揪闄勯埛鎴︽煕濠靛棗顏╅柡鍡樼懇閺岋絽螖閳ь剛鈧矮鍗冲畷娲焵椤掍降浜滈柟杈剧稻绾墎绱掗幇顓熲拻闁逞屽墯椤旀牠宕伴弴鐘插灊婵炲棙鎸堕埀顑跨椤粓鍩€椤掑嫬绠栨繛鍡樻尰閸ゆ垿鏌涢妸锔锯槈濞存粓绠栭弻娑⑩€﹂幋婵囩亐闂佽 鍋撳ù鐘差儐閻撱儲绻涢幋鐏活亪顢旈埡浼卞綊鎮╁▎蹇斿櫧缁炬儳鍚嬮妵鍕即閻愭潙娅i梺璇查獜婵″洭鍩€椤掍緡鍟忛柛锝庡櫍瀹曟垶绻濋崶褏鐣洪梺鍐叉惈閸熸壆澹曢崗闂寸箚妞ゆ牜鍋為弫閬嶆倵濮橆兙鍋㈡慨濠傤煼瀹曟帒鈻庨幋锝囩崶闂備胶枪椤戝懎螞濠靛棛鏆﹂柟瀛樼妇濡插牓鏌曡箛濞惧亾閾忣偒鍚呭┑锛勫亼閸婃牠鎮уΔ鍐煓闁圭儤鍨熼弸宥夋煟濡厧浠哄ù婊勭矒閺岋繝宕掑☉鍗炲妼濠电偠鍋愰崰搴ㄦ箒濠电姴锕ょ€氼噣鎯岀€n喗鐓忛柛銉戝喚浼冨Δ鐘靛仦宀e潡骞戦崟顒佸闁绘鐗嗘刊浼存⒒閸屾瑨鍏岄弸顏呫亜閹存繂鏆g€规洘娲熼獮搴ㄦ寠婢跺苯濮︽俊鐐€栫敮鎺楀窗濮橆兗缂氶柟閭﹀幘缁犻箖鏌涘▎蹇fШ闁活厽甯楅〃銉╂倷鐠囇嗗惈濡ょ姷鍋炲玻鍧楀箯閻樼粯鍤戞い鎺嗗亾鐎殿喓鍔岄埞鎴︽偐椤旇偐浼囧┑鐐差槹缁嬫牗鏅跺┑瀣拺闁告繂瀚烽崕蹇涙⒑鐢喚绉€殿喖顭烽幃銏ゅ礂閼测晛濮洪梻浣瑰濞插秹宕戦幘缁樼厸閻庯綆鍋嗛妴鎺旂磼鏉堛劌娴鐐存崌楠炴帡骞橀崗鍛▕濠电姵顔栭崰鏍晝閵堝鈧箑鐣¢幍顔芥闂佸湱鍎ら崹鐔煎几鎼淬劍鐓欓悗娑欋缚缁犳挻銇勯鈧ˇ闈涱潖缂佹ɑ濯寸紒娑橆儏濞堟劙姊洪崫銉バi柣妤冨█楠炲啴濡烽埡鍌氫簵闁硅壈鎻徊鎯р枔妤e啯鈷戦柛锔诲幖椤e吋绻濋姀鈽呰€跨€规洩绻濋獮搴ㄦ嚍閵壯冨箺闂傚⿴鍋勫ú锕傚礄瑜版帒鍚规繛鍡樺灩绾剧晫鈧箍鍎遍幏鎴︾叕椤掍緡娈介柣鎰絻閺嗘瑦顨滈鍐ㄥ祮鐎规洖銈搁幃銏☆槹鎼淬埄鈧秵绻濋悽闈浶為柛銊у帶閳绘柨鈽夐姀鈥冲壒闂佸壊鍋侀崕閬嶆嚋瑜版帗鐓熼柕蹇曞У閸熺偤鏌嶉柨瀣伌闁诡喖缍婂畷鍫曞Ω閵壯呫偡闂備焦鎮堕崐娑欑椤掑倹顫曢柟鐐墯閸氬鏌涘☉鍗炴珮婵☆偓绠撻幃妤冩喆閸曨剛锛涢梺鍛婎殔閸熷潡顢氶敐鍡欘浄閻庯絽鐏氶弲婵嬫⒑闂堟稓澧曢悗姘煎櫍閹嘲鈹戠€n偀鎷绘繛杈剧到閹诧繝骞嗛崼銉﹀仩婵ḿ鍘ф禍鎵偓瑙勬礃濞茬喎顕f繝姘ㄩ柨鏇楀亾濞存粍顨呴埞鎴︽倷閸欏妫炵紓浣稿閺屽濡甸幇鏉跨闁规儳鍘栫花鐢告⒑绾懎顥嶉柟娲讳簽瀵板﹥銈i崘銊х枀闂佺粯鎸哥花鍫曞绩娴犲鐓熼柟閭﹀幗缂嶆垶鎱ㄩ敐鍛棦闁哄本鐩俊鐑芥晲閸涱収鐎烽梻浣告啞閿曘垹岣胯閳ユ棃宕橀鍢壯囨煕閳╁喛渚涙慨濠傛健閹鎲撮崟顒傤槶闂佽桨绀侀幗婊堝礆閹烘鏅插璺猴功閻嫰姊洪柅鐐茶嫰婢у瓨顨ラ悙鑼ⅵ濠碘剝鎮傞弫鍌炲礈瑜忓Σ鍥⒒娴e憡鍟炲〒姘殜瀹曟娊顢欓悾宀婃祫闂佸啿鎼幊蹇涘煕閹达附鐓曟繛鎴烇公閸旂喎顭胯閸撶喖寮婚敐鍛傛棃宕橀妸鎰╁灪閵囧嫰寮撮鍡櫺滃Δ鐘靛仦閿曘垽銆佸▎鎾村癄濠㈣泛顦遍惄搴ㄦ⒒閸屾瑧顦﹂柟璇х磿缂傛捇宕稿Δ鈧壕鍧楀级閸碍娅呯紒韬插€濋弻娑⑩€﹂幋婵囩亐闂佽 鍋撳ù鐘差儐閻撱儲绻涢幋鐏活亪顢旈埡浼辩懓饪伴崘锕€浠梺鍝勬湰缁嬫帞鎹㈠┑瀣闁靛ě鍌滅闂佽姘﹂~澶娒哄⿰鍫涒偓浣圭節閸ヮ灛锕傛煙閻楀牊绶茬紒鐘冲▕閺岀喖骞嗚閹界娀鏌e┑鍥╁濞e洤锕幃娆擃敂閸曘劌浜鹃柡鍥╁У瀹曟煡鏌熼幍顔碱暭闁稿顑夐弻娑㈠即閵娿儳浠╅梺缁樺笒閻忔岸濡甸崟顖氱闁挎繂妫涢妴濠傤渻閵堝繗顓虹紒鐘虫崌瀵顓奸崶銊ョ彴闂佸搫琚崕鍗烆嚕閺夎鏃堟偐闂堟稐娌梺鎸庡哺閺岋綁鏁愰崶褍骞嬮悗瑙勬礀閻栧ジ骞婂⿰鍫濇瀬閻忕偟鍠庨崯鐘诲绩娴犲鐓ユ繛鎴灻鈺伱瑰⿰鍐﹀仮闁哄本绋掔换婵嬪礃椤忓嫧鎷伴梻浣筋嚃閸燁偊宕楅悙顒侇棃鐎规洘锕㈡俊鎼佹晜闁款垰浜鹃柟鎯板Г閸婂灚顨ラ悙鑼虎闁告梹纰嶉妵鍕晜閸喖绁悗瑙勬礃閸旀瑥鐣疯ぐ鎺濇晝闁绘ǹ浜惄搴ㄦ⒒娴g儤鍤€闁圭⒈鍋勮灋婵°倓鑳堕々鎻捨旈敐鍛殲闁抽攱鍨块幃妤呭捶椤撶儐鈧本绻涢崗鐓庡闁哄本鐩俊鎼佸Ψ閿曗偓娴犳潙螖閻橀潧浠滈柛鐕佸亰閸┿垺鎯旈妸銉ь啋閻庤娲栧ú銊╁储椤掆偓閳规垿鎮╅鑲╀紘闂佺硶鏅滈悧鐐哄箺椤愶附鈷戦柟绋挎捣閳笺儳绱掗懜浣冨妞ゎ偄绻掔槐鎺懳熺拠宸偓鎾绘煟閻斿摜鎳冮悗姘煎墯缁傛帡鍩¢崨顔规嫼闂佸憡绋戦敃銉╂偂閵夆晜鈷戦悽顖e枤閸掍即鏌i敐澶嬫暠閻庨潧銈稿鍫曞箣濠靛棙鏆忛梺鑽ゅ枑缁秶鍒掗幘宕囨殾闁汇垻枪閸楁娊鏌i幇銊︽珕闁哄倵鍋撻梻鍌欒兌缁垶鏁嬬紒鍓ц檸閸欏啴濡撮崒鐐茶摕闁靛濡囬崢鎼佹⒑閸涘﹣绶遍柛鐘愁殜瀹曟劙骞囬悧鍫㈠幐闁诲繒鍋犻褎鎱ㄩ崒鐐寸厵妞ゆ柨鎼埀顒佺箓閻g兘骞掗幋鏃€顫嶅┑顔筋殔濡梻妲愰敓锟� | More...
手机天线设计培训教程详情>>

手机天线设计培训教程 国内最全面、系统、专业的手机天线设计培训课程,没有之一;是您学习手机天线设计的最佳选择...【More..

射频和天线工程师培训课程详情>>

  网站地图