[实用新型]一种光纤通信接收和光强检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统继电保护设备应用光纤进行通信，技术领域属工业通信领域。

背景技术

电力系统继电保护设备是当电力系统中的电气元件发生故障或不正常运行时，快速而准确地使断路器跳闸或发出信号的自动装置。智能变电站中广泛采用的电子式电流互感器、电子式电压互感器使得微机继电保护设备和这些一次设备的互联方式由传统的电缆传输模拟量转变为光纤通信传输数字信号，因此光纤通信技术已经成为实现现代继电保护设备的基础技术之一。

电子式互感器与继电保护设备之间的光纤通信常采用820nm波长和1310nm波长，有时也会采用850nm波长，编码方式一般为1B2B码（曼彻斯特码），通信速率为2Mbps～20Mbps。适合上述应用的光纤接收器输出方式一般为幅值与光功率相关的模拟量信号，这种模拟量信号不能直接与采用TTL逻辑电平的编码处理硬件相连，必须进行相应转化。同时，因为继电保护设备对可靠性的高要求，需要对光纤通道的光强进行检测，这也需要在电路上进行特殊的处理。

发明内容

发明目的

本实用新型的目的是将光纤接收器输出的微弱模拟量信号转变为TTL电平，同时提供反映光纤通道光强的模拟量供后续检测电路使用。

技术方案

为了实现上述功能，本实用新型提供以下技术方案：

一种光纤通信接收和光强检测电路，包括跨阻运放放大器TA、仪表运放IA、高速运放OPA，还包括高速比较器CMP和幅值检测电路，阻运放放大器TA和仪表运放IA相连接，仪表运放IA和高速运放OPA相连接，高速运放OPA的输出一路与高速比较器CMP相连接，一路与幅值检测电路相连接。

光纤接收器输出的微弱电流信号经跨阻运算放大器TA变换为差分电压信号，该差分信号经仪表放大器IA放大后,幅值得到放大并转变为单端信号，再经高速运放OPA进一步放大后输入高速比较器CMP，得到TTL电平的码流。幅值检测电路从高速比较器的输入端获取信号，输出反映码流波形幅值的直流信号。

本技术方案是利用若干个运算放大器将光纤接收器输出的微弱模拟量信号进行I-V变换并放大，同时用运算放大器组成的幅值检测电路获取反映光强的直流电压信号。

有益效果

1)  本实用新型的电路结构简单可靠，成本低；

2)  适用于多种光纤接收器的信号处理；

3)  接收灵敏度高，可达-32dBm；

4)  适用于宽温工作环境（-40℃~+85℃），且输出受温度影响小；

5)  通信速率可达80Mbps，满足继电保护设备应用。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明，图1是继电保护设备中光纤通信接收和光强检测电路的原理框图，虚线框中的内容是本实用新型所涉及的部分。

一种光纤通信接收和光强检测电路，包括跨阻运放放大器TA、仪表运放IA、高速运放OPA，还包括高速比较器CMP和幅值检测电路，阻运放放大器TA和仪表运放IA相连接，仪表运放IA和高速运放OPA相连接，高速运放OPA的输出一路与高速比较器CMP相连接，一路与幅值检测电路相连接。

光纤接收器输出的微弱电流信号经跨阻运算放大器TA变换为差分电压信号，该差分信号经仪表放大器IA放大后,幅值得到放大并转变为单端信号，再经高速运放OPA进一步放大后输入高速比较器CMP，得到TTL电平的码流。幅值检测电路从高速比较器的输入端获取信号，输出反映码流波形幅值的直流信号。

电路中的仪表运放可以是专门的高速仪表运放，也可以是多个单运放组合而成的仪表运放。采用多个单运放搭建仪表运放的方式可以提高电路的带宽。

后续高速运放的放大环节可以是一级放大，也可以是多级放大。采用多级放大的目的是为了提高电路的带宽。

对于光纤接收器输出为电压信号的应用场合，不需要跨阻运放和仪表运放环节。