基于光纤的信号传输系统及测量设备技术方案

本申请实施例公开一种基于光纤的信号传输系统及测量设备，涉及信号传输技术领域。该信号传输系统包括依次连接的输入级模块、信号分流模块、光纤传输模块和信号合并模块；信号分流模块设置有滤波单元、低频处理单元和高频处理单元，低频单元和高频单元分别连接滤波单元的输出端；高频处理单元还接入第一参考信号；信号合并模块设置有低频接收单元、高频接收单元和合并单元，低频接收单元和高频接收单元均连接合并单元；高频接收单元还接入第二参考信号，第一参考信号和所述第二参考信号用于控制传输系统的增益。本方案有效地降低光纤调制特性对信号传输的影响，减少信号失真。减少信号失真。减少信号失真。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤的信号传输系统及测量设备


[0001]本申请实施例涉及信号传输
，尤其涉及一种基于光纤的信号传输系统及测量设备。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的提升，MOS管的开关速度也越来越高，Vgs电压越来越小，导致共模电压的幅度和频率都开始提升，而差模电压却减小。因此，需要使用高共模抑制的测量系统才能进行对流经半导体的信号的测量，且需要该测量系统具有较高带宽和较低噪声。
[0003]目前现有的测量系统中采用光纤隔离的方式，将前后级信号进行隔离，并通过光纤进行信号的传输。在传输过程中，需要将电信号转换为光信号，而将电信号转为光信号的方式有两种，一种是激光二极管直接调制，一种是激光外部调制。
[0004]但在激光二极管直接调制的方式中，所传输的信号的直流偏移和增益会因为激光二极管的特性，而随着温度发生变化；在激光外部调制的方式中，所采用的调制器的原理是通过相位的调节来影响光强，其调整是非线性的，且其低频调制特性较差。因此，在对模拟信号通过光纤进行传输时，极易受到调制特性的影响，导致接收到的信号失真。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种基于光纤的信号传输系统及测量设备，有效地降低光纤调制特性对信号传输的影响，减少信号失真。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种基于光纤的信号传输系统，包括输入级模块、信号分流模块、光纤传输模块和信号合并模块。
[0007]输入级模块用于接入待传输信号，并对待传输信号进行缩放调节。
[0008]信号分流模块连接输入级模块，且信号分流模块设置有滤波单元、低频处理单元和高频处理单元，低频单元和高频单元分别连接滤波单元的输出端；滤波单元用于滤除高频干扰；低频处理单元用于对待传输信号的低频分量进行频率调制；高频处理单元用于对待传输信号的高频分量添加第一参考信号。
[0009]光纤传输模块连接信号分流模块，光纤传输模块用于传输所述分流后的待传输信号的高频分量和低频分量。
[0010]信号合并模块连接光纤传输模块，信号合并模块设置有低频接收单元、高频接收单元和合并单元，低频接收单元和高频接收单元均连接合并单元；高频接收单元还接入第二参考信号，第一参考信号和所述第二参考信号用于控制传输系统的增益；低频接收单元用于解调并恢复低频分量，高频接收单元用于恢复高频分量，合并单元用于根据恢复的低频分量和所述高频分量还原待传输信号。
[0011]第二方面，本申请实施例提供一种测量设备，该设备包括如上述实施例所述的基于光纤的信号传输系统。
[0012]本申请实施例中，在信号通过光纤传输模块传输前，通过输入级模块将信号进行
缩放调节，以使其能够适配在光纤传输的电压范围，信号分流模块通过低频处理单元将信号的低频分量进行频率调制后传输，信号分流模块还通过高频处理单元将信号中的高频分量提取，并在高频分量中叠加第一参考信号。在传输后，信号合并模块通过低频接收模块恢复低频分量，并通过高频接收模块恢复高频分量，还在恢复高频分量的过程中，接入第二参考信号，通过调节第一参考信号和第二参考信号可以实现对传输系统的增益的控制，保持保持高频信号的增益稳定。因此，信号传输系统传输的低频分量具有更好的线性度，高频分量也能保持增益稳定，且信号传输系统的温度特性更加可靠，其增益和偏移电压均与光纤传输特性无关，有效地减少信号失真的情况发生。
附图说明
[0013]图1为本申请实施例提供的基于光纤的信号传输系统的原理框图；
[0014]图2为本申请实施例提供的基于光纤的信号传输系统的结构示意图；
[0015]图3为本申请实施例提供的滤波器通带的示意图；
[0016]图4为本申请实施例提供的输入级模块的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的实施例用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
[0018]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作或对象与另一个实体或操作或对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作或对象之前存在任何这种实际的关系或顺序，且并不限定该实体或操作或对象的个数，其可以是一个、也可以是多个，本申请的描述中“多个”表示两个及以上。应该理解这样使用的实体或操作或对象在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的方式实施。
[0019]图1为本申请实施例提供的基于光纤的信号传输系统的原理框图，该信号传输系统是基于光纤进行传输的，如将模拟信号在该信号传输系统中传输。如图1所示，基于光纤的信号传输系统包括输入级模块110、信号分流模块120、光纤传输模块130和信号合并模块140。其中，输入级模块110、信号分流模块120、光纤传输模块130和信号合并模块140依次连接。
[0020]输入级模块110接入待传输信号，并且对待传输信号进行缩放调节，如通过可变增益放大器来调节待输入信号，使其能够适配在光纤传输的电压范围。例如，对于一些电压幅度较小的信号而言，通过缩放调节能够使小信号也能拥有较好的信噪比。
[0021]信号分流模块120作为信号传输前的处理模块，其将经过缩放调节的待传输信号进行分流，如分为低频分量和高频分量。其中，信号分流模块120包括滤波单元、低频处理单元和高频处理单元，低频处理单元和高频处理单元均与滤波单元的输出端连接，即通过滤波单元滤除高频干扰后的待传输信号分别进入低频处理单元和高频处理单元，从而分流为低频分量和高频分量，滤波单元可以采用低通滤波器滤除高频干扰。低频处理单元选择待传输信号中的低频分量，并对其进行频率调制。而高频处理单元则选择待传输信号中的高
频分量。
[0022]待传输信号中的低频分量和高频分量分别通过光纤传输模块130传输，应当想到的是，光纤传输模块130通过光纤将信号传输，其所采用的将电信号转为光信号的方式，可以是激光二极管直接调制，或者是激光外部调制。
[0023]信号合并模块140作为信号传输后的处理模块，其将传输的低频分量和高频分量进行合并，以恢复传输前的待传输信号。其中，信号合并模块140包括低频接收单元、高频接收单元和合并单元，应当想到的是，低频接收单元和高频接收单元作为信号合并模块连接光纤传输模块的单元，将在光纤中传输的信号(如低频分量和高频分量)进行接收。低频接收单元和高频接收单元均与合并单元连接，低频接收单元用于恢复低频分量，如对接收到的信号进行解调，以恢复所传输的低频分量，并将低频分量输入合并单元；高频接收单元则用于恢复高频分量，并将恢复的高频分量输入合并单元。合并单元根据接收到的低频分量和高频分量还原待传输信号。
[0024]此外，高频处理单元还接入一个第一参考信号，且高频接收单元还接入了一个第二参考信号。第一参考信号通过光纤模块传输后，在高频接收单元进行恢复，高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光纤的信号传输系统，其特征在于，包括：输入级模块，用于接入待传输信号，且对所述待传输信号进行缩放调节；信号分流模块，连接所述输入级模块，且所述信号分流模块设置有滤波单元、低频处理单元和高频处理单元；所述低频处理单元和所述高频处理单元分别连接所述滤波单元的输出端；所述滤波单元用于滤除高频干扰；所述低频处理单元用于对所述待传输信号的低频分量进行频率调制；所述高频处理单元用于对所述待传输信号的高频分量添加第一参考信号；光纤传输模块，连接所述信号分流模块，所述光纤传输模块用于传输所述分流后的所述待传输信号的高频分量和低频分量；信号合并模块，连接所述光纤传输模块，所述信号合并模块设置有低频接收单元、高频接收单元和合并单元；所述低频接收单元和所述高频接收单元均连接所述合并单元；所述高频接收单元还接入第二参考信号，所述第一参考信号和所述第二参考信号用于控制传输系统的增益；所述低频接收单元用于解调并恢复低频分量，所述高频接收单元用于恢复高频分量，所述合并单元用于根据恢复的所述低频分量和所述高频分量还原所述待传输信号。2.根据权利要求1所述的基于光纤的信号传输系统，其特征在于，所述低频处理单元包括第一低通滤波器、第一运算放大器、压控振荡器和第一检波电路；所述第一低通滤波器的输出端连接所述第一运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器的输出端连接所述压控振荡器的控制端端，且所述第一运算放大器的输出端还通过反馈电容连接所述第一运算放大器的反相输入端；所述压控振荡器的输出端连接所述第一检波电路；所述第一检波电路连接所述第一运算放大器的反相输入端。3.根据权利要求1或2所述的基于光纤的信号传输系统，其特征在于，所述高频处理单元包括第一高通滤波器和第一加法器；所述第一高通滤波器的输出端连接所述第一加法器的第一输入端；所述第一加法器的第二输入端接入所述第一参考信号，所述第一参考信号的频带位于所述第一高通滤波器的通带之外。4.根据权利要求1所述的基于光纤的信号传输系统，其特征在于，所述低频接收单元包括第二检波电路和第二低通滤波器，所述第二检波电路的输出端连接所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立功，杜少平，
申请(专利权)人：广州致远仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：