量程自适应电流检测光纤传输系统及检测方法技术方案

一种量程自适应电流检测光纤传输系统，包括发射端、光纤、接收端三部分，所述发射端包括，电流检测电路、模数转换电路、第一信号处理电路、电光转换电路；所述接收端包括光电转换电路、第二信号处理电路、数模转换电路、信号调理电路；本发明专利技术具有精度高、分辨率高、体积轻、抗电磁干扰能力强的特点，并且通过分段电流检测技术和电路设计实现了将宽范围变频脉冲电流自动分段为小电流段检测和大电流段检测，且通过一根光纤实现了脉冲信号和直流信号的传输。

【技术实现步骤摘要】
量程自适应电流检测光纤传输系统及检测方法
本专利技术涉及雷达系统领域，特别是涉及一种对雷达发射机的收集极电流工作状态的检测系统及检测方法。
技术介绍
雷达发射机的作用是发射一个受到调制的大功率射频信号，以利于探测和发现目标。在雷达发射机中，大功率信号的获得是通过借助行波管实现的。行波管主要包括电子枪、慢波电路、集中衰减器、能量耦合器、聚焦系统、收集极和输入输出装置七大部分。对于雷达发射机来说，收集极电流工作状态的正常与否，直接影响着整机系统的性能，对收集极电流的实时准确测量对于行波管乃至整机的状态监测都具有重要的意义。因此急需一种实时监测雷达发射机行波管收集极电流的装置系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种量程自适应电流检测光纤传输系统，用于实时监测雷达发射机行波管收集极电流。本专利技术还提供了一种更好的利用上述量程自适应电流检测光纤传输系统进行雷达发射机行波管收集极电流检测的方法。一种量程自适应电流检测光纤传输系统，包括发射端、光纤、接收端三部分，所述发射端包括，电流检测电路、模数转换电路、第一信号处理电路、电光转换电路；所述接收端包括光电转换电路、第二信号处理电路、数模转换电路、信号调理电路；所述发射端的第一信号输入端和第一信号输出端即是电流检测电路的相应的信号输入端、第一信号输出端，电流检测电路的第二信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，模数转换电路的信号输出端连接第一信号处理电路的信号输入端，第一信号处理电路的信号输出端连接电光转换电路的信号输入端，电光转换电路的信号输出端连接光纤的一端，光纤的另一端连接光电转换电路的信号输入端，光电转换电路的信号输出端连接第二信号处理电路的信号输入端，第二信号处理电路的信号输出端连接数模转换电路的信号输入端，数模转换电路的信号输出端连接信号调理电路的信号输入端，信号调理电路的信号输出端连接监控室的信号输入端；所述电流检测电路用于对直流电流或者脉冲电流进行分段检测，并将检测到的电流转换成相应的直流电压或者相应的脉冲电压后输送给模数转换电路；所述第一信号处理电路用于对接收的数字信号进行编码、校验，并输出编码信号；所述光纤用于承载和传输光信号，接通发射端与接收端之间的光路；所述第二信号处理电路用于对电信号解码、校对成相应的数字信号。所述电流检测电路包括分段电流检测电路、交直流分离采集电路；所述分段电流检测电路用于对根据电流信号的大小分为两段分别进行采集；交直流分离采集电路用于采集交流信号或直流信号。所述交直流分离采集电路包括直流采集分路和交流采集分路两路信号采集电路；所述直流采集分路用于采集直流信号；交流采集分路用于采集交流信号。本专利技术为现代雷达系统提供了一种实时检测交直流脉冲电流的稳定系统及方法。通过采用量程自适应分段电流检测技术实现对幅值变化、频率可变电流检测的设计，最终研制出精度高、分辨率高、体积轻、抗电磁干扰能力强的量程自适应电流检测光纤传输系统。该系统通过分段电流检测技术和电路设计实现了将宽范围变频脉冲电流自动分段为小电流段检测和大电流段检测，且通过一根光纤实现了脉冲信号和直流信号的稳定传输。下面结合附图对本专利技术的量程自适应电流检测光纤传输系统及方法作进一步说明。附图说明图1为量程自适应电流检测光纤传输系统原理图；图2为分段电流检测电路原理图；图3为分段电流检测电路图；图4为交直流分离采集电路图；图5为量程自适应电流检测光纤传输系统工作流程图；图6为分段电流检测电路工作流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的量程自适应电流检测光纤传输系统包括发射端、光纤、接收端三部分，发射端的第一信号输入端a1连接行波管收集极第一端子a，发射端的第一信号输出端b1连接行波管收集极第二端子b，发射端的输出端连接光纤的一端，光纤的另一端连接接收端的信号输入端，接收端的信号输出端连接到监控室；其中，发射端包括电流检测电路、模数转换电路、第一信号处理电路、电光转换电路；接收端包括光电转换电路、第二信号处理电路、数模转换电路、信号调理电路；发射端的第一信号输入端a1即是电流检测电路的相应的信号输入端；发射端的第一信号输出端b1即是电流检测电路的第一信号输出端，电流检测电路的第二信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，模数转换电路的信号输出端连接第一信号处理电路的信号输入端，第一信号处理电路的信号输出端连接电光转换电路的信号输入端，电光转换电路的信号输出端连接光纤的一端，光纤的另一端连接光电转换电路的信号输入端，光电转换电路的信号输出端连接第二信号处理电路的信号输入端，第二信号处理电路的信号输出端连接数模转换电路的信号输入端，数模转换电路的信号输出端连接信号调理电路的信号输入端，信号调理电路的信号输出端连接监控室的信号输入端。电流检测电路用于对直流电流或者脉冲电流进行分段检测，并将检测到的电流转换成相应的直流电压或者相应的脉冲电压后输送给模数转换电路；模数转换电路用于将接收的模拟电压转换成相应的数字信号；第一信号处理电路用于对接收的数字信号进行编码、校验，并输出编码信号；电光转换电路用于将接收的编码信号转换成光信号；光纤用于承载和传输光信号，接通发射端与接收端之间的光路；光电转换电路用于将接收的光信号转换成相应的电信号；第二信号处理电路用于对电信号解码、校对成相应的数字信号；数模转换电路用于将数字信号转换成对应的模拟信号；信号调理电路用于放大模拟信号；电流检测电路包括分段电流检测电路、交直流分离采集电路；分段电流检测电路用于对根据电流信号的大小分为两段分别进行采集；交直流分离采集电路用于采集交流信号或直流信号。如图2所示，分段电流检测电路的具体电路包括第一电子开关K0、第二电子开关K1、第三电子开关K2、第一检测电阻Ri1、第二检测电阻Ri2、驱动器Q、第一运放Y1、第二运放Y2、单片机MCU；行波管收集极第一端子a与行波管收集极第二端子b之间连接有第一电子开关K0，沿行波管收集极第一端子a至行波管收集极第二端子b方向第二电子开关K1与第一检测电阻Ri1串联后并联在第一电子开关K0的两端，沿行波管收集极第一端子a至行波管收集极第二端子b方向第三电子开关K2与第二检测电阻Ri2串联后并联在第一电子开关K0的两端，单片机MCU的信号输出端连接驱动器Q的信号输入端，驱动器Q的第一控制输出端、第二控制输出端、第三控制输出端分别连接第一电子开关K0、第二电子开关K1、第三电子开关K2的控制端；第一运放Y1的反相端连接第二检测电阻Ri2靠近第三电子开关K2的一端，第一运放Y1的同相端连接第二检测电阻Ri2的另一端，第一运放Y1的输出端连接单片机MCU的第五引脚5；第二运放Y2的反相端连接第一检测电阻Ri1靠近第二电子开关K1的一端，第二运放Y2的同相端连接第一检测电阻Ri1的另一端，第二运放Y2的输出端连接单片机MCU的第十二引脚12。如图3所示，分段电流检测电路包括第一接口CON1、第二接口CON2、第一电子开关K0、第二电子开关K1、第三电子开关K2、第一检测电阻Ri1、第二检测电阻Ri2、电阻R1至电阻R9、电容C1至电容C5、第一极性电容E1、第二极性电容E2、第一变阻器W1、第二变阻器W2、第一电流检测芯片U1、第二电流检测芯片U2、第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量程自适应电流检测光纤传输系统，包括发射端、光纤、接收端三部分，其特征在于，所述发射端包括，电流检测电路、模数转换电路、第一信号处理电路、电光转换电路；所述接收端包括光电转换电路、第二信号处理电路、数模转换电路、信号调理电路；所述发射端的第一信号输入端(a1)和第一信号输出端(b1)即是电流检测电路的相应的信号输入端、第一信号输出端，电流检测电路的第二信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，模数转换电路的信号输出端连接第一信号处理电路的信号输入端，第一信号处理电路的信号输出端连接电光转换电路的信号输入端，电光转换电路的信号输出端连接光纤的一端，光纤的另一端连接光电转换电路的信号输入端，光电转换电路的信号输出端连接第二信号处理电路的信号输入端，第二信号处理电路的信号输出端连接数模转换电路的信号输入端，数模转换电路的信号输出端连接信号调理电路的信号输入端，信号调理电路的信号输出端连接监控室的信号输入端；所述电流检测电路用于对直流电流或者脉冲电流进行分段检测，并将检测到的电流转换成相应的直流电压或者相应的脉冲电压后输送给模数转换电路；所述第一信号处理电路用于对接收的数字信号进行编码、校验，并输出编码信号；所述光纤用于承载和传输光信号，接通发射端与接收端之间的光路；所述第二信号处理电路用于对电信号解码、校对成相应的数字信号。...

【技术特征摘要】
1.一种量程自适应电流检测光纤传输系统，包括发射端、光纤、接收端三部分，其特征在于，所述发射端包括，电流检测电路、模数转换电路、第一信号处理电路、电光转换电路；所述接收端包括光电转换电路、第二信号处理电路、数模转换电路、信号调理电路；所述发射端的第一信号输入端(a1)和第一信号输出端(b1)即是电流检测电路的相应的信号输入端、第一信号输出端，电流检测电路的第二信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，模数转换电路的信号输出端连接第一信号处理电路的信号输入端，第一信号处理电路的信号输出端连接电光转换电路的信号输入端，电光转换电路的信号输出端连接光纤的一端，光纤的另一端连接光电转换电路的信号输入端，光电转换电路的信号输出端连接第二信号处理电路的信号输入端，第二信号处理电路的信号输出端连接数模转换电路的信号输入端，数模转换电路的信号输出端连接信号调理电路的信号输入端，信号调理电路的信号输出端连接监控室的信号输入端；所述电流检测电路用于对直流电流或者脉冲电流进行分段检测，并将检测到的电流转换成相应的直流电压或者相应的脉冲电压后输送给模数转换电路；所述第一信号处理电路用于对接收的数字信号进行编码、校验，并输出编码信号；所述光纤用于承载和传输光信号，接通发射端与接收端之间的光路；所述第二信号处理电路用于对电信号解码、校对成相应的数字信号。所述电流检测电路包括分段电流检测电路、交直流分离采集电路；所述分段电流检测电路用于对根据电流信号的大小分为两段分别进行采集；交直流分离采集电路用于采集交流信号或直流信号。所述分段电流检测电路包括第一电子开关(K0)、第二电子开关(K1)、第三电子开关(K2)、第一检测电阻(Ri1)、第二检测电阻(Ri2)、驱动器(Q)、第一运放(Y1)、第二运放(Y2)、单片机(MCU)；行波管收集极第一端子(a)与行波管收集极第二端子(b)之间连接有第一电子开关(K0)，沿行波管收集极第一端子(a)至行波管收集极第二端子(b)方向第二电子开关(K1)与第一检测电阻(Ri1)串联后并联在第一电子开关(K0)的两端，沿行波管收集极第一端子(a)至行波管收集极第二端子(b)方向第三电子开关(K2)与第二检测电阻(Ri2)串联后并联在第一电子开关(K0)的两端，单片机(MCU)的信号输出端连接驱动器(Q)的信号输入端，驱动器(Q)的第一控制输出端、第二控制输出端、第三控制输出端分别连接第一电子开关(K0)、第二电子开关(K1)、第三电子开关(K2)的控制端；第一运放(Y1)的反相端连接第二检测电阻(Ri2)靠近第三电子开关(K2)的一端，第一运放(Y1)的同相端连接第二检测电阻(Ri2)的另一端，第一运放(Y1)的输出端连接单片机(MCU)的第五引脚(5)；第二运放(Y2)的反相端连接第一检测电阻(Ri1)靠近第二电子开关(K1)的一端，第二运放(Y2)的同相端连接第一检测电阻(Ri1)的另一端，第二运放(Y2)的输出端连接单片机(MCU)的第十二引脚(12)。2.根据权利要求1所述的量程自适应电流检测光纤传输系统，其特征在于，所述交直流分离采集电路包括直流采集分路和交流采集分路两路信号采集电路；所述直流采集分路用于采集直流信号；交流采集分路用于采集交流信号。3.根据权利要求2所述的量程自适应电流检测光纤传输系统，其特征在于，所述直流采集分路包括第一模拟量输出端(AIN0)、第二模拟量输出端(AIN1)、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14；第一模拟量输出端(AIN0)串联电阻R10后接单片机(MCU)的第五引脚(5)，第二模拟量输出端(AIN1)串联电阻R11后接单片机(MCU)的第十二引脚(12)；第一模拟量输出端(AIN0)串联电阻R13后接地，第二模拟量输出端(AIN1)串联电阻R14后接地。4.根据权利要求2所述的量程自适应电流检测光纤传输系统，其特征在于，所述交流采集分路包括第一比较器(U5)、第二比较器(U6)、电阻R12、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C6、电容C7：所述第一比较器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏毅，孙磊，高进，刘文利，刘勇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34