用于光传输的光电共封装模块制造技术

本发明专利技术涉及一种用于光传输的光电共封装模块，该光电共封装模块(100)设置在光纤传输总线(10)中，每一个该光电共封装模块(100)都连接在该光纤传输总线(10)与一节点终端(20)之间，该光电共封装模块(100)包括上行信号处理部分(110)以及下行信号处理部分(120)，该上行信号处理部分(110)包括上行光信号接收器(111)、上行信号转换放大模块(112)、电信号复制模块(113)以及上行光信号发射器(114)，该下行信号处理部分(120)包括下行光信号接收器(121)、下行信号转换放大模块(122)、电信号叠加模块(123)以及下行光信号发射器(124)。加模块(123)以及下行光信号发射器(124)。加模块(123)以及下行光信号发射器(124)。

【技术实现步骤摘要】
用于光传输的光电共封装模块


[0001]本专利技术涉及一种光电共封装模块，特别是指一种在光传输系统中的进行光信号与电信号进行切换的光电共封装模块。

技术介绍

[0002]众所周知，光传输是在发送方和接收方之间以光信号形态进行传输的技术。其主要具有传输距离长、传输效率高、传输质量高、抗干扰能力强以及传输容量大的优点。如图1所示，现有技术中，在中央控制设备1与终端设备2以及终端设备2与终端设备2之间一般都是通过电信号传输导线3进行连接的，工作的时候，电信号传输导线3连接在各个设备之间进行电信号传输，实践中，电信号传输导线3都是由金属线制成的，比如，铜线。但是利用上述的信号传输方式对目前出现的工业产品进行适用，其具体应用效果都非常不理想，具体分别描述如下。
[0003]在新能源电动汽车领域中，电动汽车其最主要的构成部分就是电池组，电池组由数个电池4a组成，为了同时监控每一个电池的电压、电流以及每一个电池的物理化学状态就需要配置电池管理系统(BMS)，同样为了从电池组获得最大效率，应该在相同的电压下同时对所有电池完全充电和放电，也需要电池管理系统的参与。如图2所示，为电池管理系统的原理图，电池管理系统主要包括总控制器1a以及数个电池监控模块2a，其中，电池监控模块2a与电池4a一一对应，在总控制器1a与数个电池监控模块2a之间连接有数量众多的信号传输导线3a，信号传输导线3a用以在总控制器1a与数个电池监控模块2a之间进行时时的电信号传输，由于信号传输导线3a一般是由铜线制成的，为了隔绝电磁干扰需要在信号传输导线3a四周设置大量的屏蔽结构，而设置大量的屏蔽结构主要会出现两个问题，第一、会大大增加电池管理系统的重量，进而大幅度提升车重，并提升电动汽车行驶过程中的电耗，第二、由于信号传输导线3a以及屏蔽结构多是由金属铜制成的，所以会大大提升整体产品的材料成本。
[0004]如图3所示，在智能机器人领域中，以智能机器人的手掌为例，为了得到灵活的手掌，智能机器人的手掌需要仿制人体的手掌，其分为五个手指，每个手指都具有数个手指关节4b，为了控制每一个手指关节4b并监控其工作状态，每一个手指关节4b都需要与监控模块2b相连接，实践中为了协调各个手指关节4b的整体动作，需要通过信号导线3b将每一个监控模块2b都与手掌总控制器1b相连接，而由于信号导线3b一般是由铜线制成的，当数量众多的信号导线3b全部设置在智能机器人手掌位置的时候，其将会大大的提升手掌的整体重量。放眼整体的智能机器人，其需要由数以万计的节点设备组成，按照上述的信号传输方式进行实施，由于需要设置大量的信号导线3b所以智能机器人的整体重量一般需要增加数倍，同时会大幅度提升机器人的制造成本。
[0005]如图4所示，为了克服上述的缺点，目前在一些领域中选择了利用光纤替换信号导线进行信号传输的方法，其设置方法为，在总光纤1c上同时连接数个终端节点设备2c，在每个终端节点设备2c中都设置光接收器以及光发射器，其中，光发射器与总光纤1c中的光耦
合器相连接，而光接收器与总光纤1c中的光分路器相连接，进而使数个终端节点设备2c都能够与总光纤1c进行通信。上述的信号传输方式能够实现利用光纤对传统信号导线的替换，能够实现减重以及隔绝电磁干扰的作用，但是在具体应用的时候，信号传输效果并不理想，就光电领域的常识而言，光耦合器以及光分路器都是光学器件，上述的方式从原理上能够实现光信号的互相收发，但是在实际实现的过程中，该方案是无法实施的。因为每通过一级光耦合器或光分路器就会存在光功率衰耗，光信号在过度衰减后，远端的终端节点设备2c往往不再能够收到总光纤1c中的光信号，进而影响使用。如上所述，为现有技术的主要缺点。

技术实现思路

[0006]本专利技术所采用的技术方案为：用于光传输的光电共封装模块，其特征在于：该光电共封装模块(100)设置在光纤传输总线(10)中，总线光信号(S)在该光纤传输总线(10)中传输，该总线光信号(S)包括上行光信号(S1)以及下行光信号(S2)，该光纤传输总线(10)中设置有数个信号传输节点(11)，每一个该信号传输节点(11)位置都设置有该光电共封装模块(100)，每一个该光电共封装模块(100)都连接在该光纤传输总线(10)与一节点终端(20)之间，该光电共封装模块(100)包括上行信号处理部分(110)以及下行信号处理部分(120)，在该光电共封装模块(100)中，该上行光信号(S1)通过该上行信号处理部分(110)进行传输，在该光电共封装模块(100)中，该下行光信号(S2)通过该下行信号处理部分(120)进行传输，该上行信号处理部分(110)包括上行光信号接收器(111)、上行信号转换放大模块(112)、电信号复制模块(113)以及上行光信号发射器(114)，该下行信号处理部分(120)包括下行光信号接收器(121)、下行信号转换放大模块(122)、电信号叠加模块(123)以及下行光信号发射器(124)，该上行信号处理部分(110)以及该下行信号处理部分(120)同时封装在该光电共封装模块(100)中。
[0007]本专利技术的有益效果为：首先，本专利技术利用该光电共封装模块(100)以及该光纤传输总线(10)替换现有技术中节点终端设备之间的电信号传输导线，以光信号的形式进行数据信息传输具有传输效率高、传输质量高、抗干扰能力强以及传输容量大的优点，其次，本专利技术利用该光电共封装模块(100)以及该光纤传输总线(10)替换现有技术中节点终端设备之间的电信号传输导线，以光信号的形式进行数据信息传输，能够大大降低信号传输部分的物理重量，特别在智能机器人领域效果尤其凸出，再次，本专利技术利用该光电共封装模块(100)以及该光纤传输总线(10)替换现有技术中节点终端设备之间的电信号传输导线，以光信号的形式进行数据信息传输，能够避免电磁干扰，能够剔除现有技术中信息传递部分的所有电磁屏蔽结构，另外，本专利技术利用光电共封装模块(100)在光纤传输总线(10)与节点终端(20)之间进行光电信号的转换、复制以及叠加能够避免光纤传输总线(10)中的光信号衰减，理论上本专利技术的技术能够支持无限多个节点终端(20)的接入。
附图说明
[0008]图1为现有技术中通过电信号传输导线传输信号的示意图。
[0009]图2为现有技术中新能源电动汽车中通过信号传输导线传输信号的示意图。
[0010]图3为现有技术中智能机器人手掌通过信号导线传输信号的示意图。
[0011]图4为现有技术中通过光纤传输信号的示意图。
[0012]图5为本专利技术光电信号切换模块的连接示意图。
[0013]图6为本专利技术光电信号切换模块的原理示意图。
[0014]图7为本专利技术光电信号切换模块内部器件的示意图。
[0015]图8为本专利技术电信号复制模块中Y型硅基的示意图。
[0016]图9为本专利技术电信号叠加模块中Y型硅基的示意图。
[0017]图10为本专利技术上行比较纠错器的原理示意图。
[0018]图11为本专利技术上行比较纠错器的工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于光传输的光电共封装模块，其特征在于：该光电共封装模块(100)设置在光纤传输总线(10)中，总线光信号(S)在该光纤传输总线(10)中传输，该总线光信号(S)包括上行光信号(S1)以及下行光信号(S2)，该光纤传输总线(10)中设置有数个信号传输节点(11)，每一个该信号传输节点(11)位置都设置有该光电共封装模块(100)，每一个该光电共封装模块(100)都连接在该光纤传输总线(10)与一节点终端(20)之间，该光电共封装模块(100)包括上行信号处理部分(110)以及下行信号处理部分(120)，在该光电共封装模块(100)中，该上行光信号(S1)通过该上行信号处理部分(110)进行传输，在该光电共封装模块(100)中，该下行光信号(S2)通过该下行信号处理部分(120)进行传输，该上行信号处理部分(110)包括上行光信号接收器(111)、上行信号转换放大模块(112)、电信号复制模块(113)以及上行光信号发射器(114)，该下行信号处理部分(120)包括下行光信号接收器(121)、下行信号转换放大模块(122)、电信号叠加模块(123)以及下行光信号发射器(124)，该上行信号处理部分(110)以及该下行信号处理部分(120)同时封装在该光电共封装模块(100)中。2.如权利要求1所述的用于光传输的光电共封装模块，其特征在于：该上行光信号(S1)经过每一个该光电共封装模块(100)时，都按照如下的步骤进行信号传输，步骤A1、该上行光信号(S1)传输至该光电共封装模块(100)中，步骤B1、该光电共封装模块(100)将该上行光信号(S1)转换为上行电流信号(I1)，步骤C1、该光电共封装模块(100)将该上行电流信号(I1)转换为电压信号，并对该电压信号进行放大得到内部上行电压信号(V)，步骤D1、该光电共封装模块(100)对该内部上行电压信号(V)进行复制，得到传输电压信号(V1)以及复制电压信号(V2)，该传输电压信号(V1)以及该复制电压信号(V2)的信息与该上行光信号(S1)的信息相同，步骤E1、该复制电压信号(V2)传输至该节点终端(20)中，该光电共封装模块(100)将该传输电压信号(V1)转换为上行输出电流信号(I2)，步骤F1、该光电共封装模块(100)将该上行输出电流信号(I2)转换为该上行光信号(S1)，步骤G1、该光电共封装模块(100)将该上行光信号(S1)传输至该光纤传输总线(10)中，使该上行光信号(S1)沿该光纤传输总线(10)继续向前传输，该下行光信号(S2)经过每一个该光电共封装模块(100)时，都按照如下的步骤进行信号传输，步骤A2、该下行光信号(S2)传输至该光电共封装模块(100)中，步骤B2、该光电共封装模块(100)将该下行光信号(S2)转换为下行电流信号(I3)，步骤C2、该光电共封装模块(100)将该下行电流信号(I3)转换为电压信号，并对该电压信号进行放大得到下行电压信号(V3)，步骤D2、由该节点终端(20)的反馈信息所生成的反馈电压信号(V4)传输至该光电共封装模块(100)中，该光电共封装模块(100)将该下行电压信号(V3)与该反馈电压信号(V4)进行叠加，形成叠加电压信号(V5)，步骤E2、该光电共封装模块(100)将该叠加电压信号(V5)转换为下行输出电流信号
(I4)，步骤F2、该光电共封装模块(100)将该下行输出电流信号(I4)转换为叠加下行光信号(S3)，该叠加下行光信号(S3)的信息由该下行光信号(S2)的信息以及该节点终端(20)的反馈信息组成，步骤G2、该光电共封装模块(100)将该叠加下行光信号(S3)传输至该光纤传输总线(10)中，步骤H2、该叠加下行光信号(S3)作为另一个光电共封装模块(100)的下行光信号(S2)，并传输至另一个光电共封装模块(100)中，并重复进行上述步骤A2，在该步骤B1中，由该上行光信号接收器(111)将该上行光信号(S1)转换为该上行电流信号(I1)，在该步骤C1中，由该上行信号转换放大模块(112)将该上行电流信号(I1)转换为电压信号，并对该电压信号进行放大得到该内部上行电压信号(V)，在该步骤D1中，由该电信号复制模块(113)对该内部上行电压信号(V)进行复制，得到该传输电压信号(V1)以及该复制电压信号(V2)，在该步骤E1中，由该电信号复制模块(113)将该复制电压信号(V2)传输至该节点终端(20)中，由该电信号复制模块(113)将该传输电压信号(V1)转换为该上行输出电流信号(I2)，在该步骤F1中，由该上行光信号发射器(114)将该上行输出电流信号(I2)转换为该上行光信号(S1)，在该步骤B2中，由该下行光信号接收器(121)将该下行光信号(S2)转换为该下行电流信号(I3)，在该步骤C2中，由该下行信号转换放大模块(122)将该下行电流信号(I3)转换为电压信号，并对该电压信号进行放大得到该下行电压信号(V3)，在该步骤D2中，该反馈电压信号(V4)传输至该电信号叠加模块(123)中，由该电信号叠加模块(123)将该下行电压信号(V3)与该反馈电压信号(V4)进行叠加，形成该叠加电压信号(V5)，在该步骤E2中，由该电信号叠加模块(123)将该叠加电压信号(V5)转换为该下行输出电流信号(I4)，在该步骤F2中，由该下行光信号发射器(124)将该下行输出电流信号(I4)转换为该叠加下行光信号(S3)。3.如权利要求1所述的用于光传输的光电共封装模块，其特征在于：该电信号复制模块(113)中设置有Y型硅基(130)，该Y型硅基(130)具有电压输入端(131)、第一电压输出端(132)以及第二电压输出端(133)，该电信号叠加模块(123)中设置有Y型硅基(130)，该Y型硅基(130)具有电压输出端(134)、第一电压输入端(135)以及第二电压输入端(136)。4.如权利要求2所述的用于光传输的光电共封装模块，其特征在于：上行信号传输段(230)中设置有数个该光电共封装模块(100)，上行比较纠错器(210)连接在该上行信号传输段(230)中，该上行比较纠错器(210)包括上行电压采集模块(211)、上行存储模块(212)以及上行电压比对模块(213)，其中，该上行电压采集模块(211)分别与该上行信号传输段(230)中最前端以及最后端的光电共封装模块(100)中的该上行信号转换放大模块(112)相连接，该上行电压采集模块(211)采集最前端光电共封装模块(100)中该上行信号转换放大模块(112)中生成的该内部上行电压信号(V)，并形成上行标准电压信号(Va)，与此同步，该上行电压采集模块(211)采集最后端光电共封装模块(100)中该上行信号转换放大模块(112)中生成的该内部上行电压信号(V)，并形成上行比对电压信号(Vb)，该上行电压采集模块(211)将该上行标准电压信号(Va)传输至该上行存储模块(212)中进行存储，同时，该上行电压采集模块(211)将该上行标准电压信号(Va)以及该上行比对
电压信号(Vb)传输至该上行电压比对模块(213)中进行比对，当该上行标准电压信号(Va)等于该上行比对电压信号(Vb)时，该上行比较纠错器(210)不工作，当该上行标准电压信号(Va)不等于该上行比对电压信号(Vb)时，该上行存储模块(212)将该上行标准电压信号(Va)传输至最后端光电共封装模块(100)的该上行信号转换放大模块(112)中，并由该上行标准电压信号(Va)生成最后端光电共封装模块(100)的内部上行电压信号(V)，并继续向后传输，下行信号传输段(240)中设置有数个该光电共封装模块(100)，下行比较纠错器(220)连接在该下行信号传输段(240)中，该下行比较纠错器(220)包括下行电压采集模块(221)、下行存储模块(222)以及下行电压比对模块(223)，其中，该下行电压采集模块(221)分别与该下行信号传输段(240)中的每一个光电共封装模块(100)中的该下行信号转换放大模块(122)相连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄君彬，付全飞，杨勇，
申请(专利权)人：深圳市埃尔法光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：