[发明专利]电气信号光纤中继和复原装置及方法

说明书

本发明涉及一种电气信号光纤中继和复原装置及方法，该装置包括：光电隔离电路，用于采集并输出经光电隔离处理的电气信号；FPGA芯片，用于将电气信号从模拟量转换成数字量，并进行逻辑处理后转换为支持Aurora协议的数字信号，且通过内置的GTX通信端口将数字信号发出；光纤模块，用于将数字信号转换为光信号，对光信号进行远程传输后转换成支持Aurora协议的数字信号；另一FPGA芯片，用于通过内置的GTX通信端口接收通过Aurora协议传输的数字信号，将数字信号进行逻辑处理复原为数字量电气信号，并将数字量电气信号转换为模拟量电气信号。光电隔离电路实现多路电气信号的采集，并经过FPGA芯片转换为支持Aurora协议的数字信号，便于光纤模块远程传输，信号衰减小，实现成本低。

技术领域

本发明涉及信号传输技术领域，特别是涉及一种电气信号光纤中继和复原装置及方法。

背景技术

现代化生产要求实现系统和设备的数字化监测、控制与保护，都基于电气信号的及时、准确和可靠。分布式场景下电气信号的远程传输，需要克服电气信号长距离传输导致的信号衰减及不稳定问题。

传统的电气信号的远距离传输通过电缆进行，使用电缆对多电气信号进行远距离传输时会导致信号衰减，每一路电气信号均需要单独的电缆，成本较高，且电缆传输距离较近(几十米)。分布式仿真是指参与仿真的多个设备处于不同的空间位置，距离较远(几百米)，各个设备间的需要进行电气信号的交互，因此，传统的电缆传输不适合分布式的应用场景。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电气信号传输成本较低、信号衰减较小的电气信号光纤中继和复原装置及方法。

一种电气信号光纤中继和复原装置，所述装置包括：

光电隔离电路，用于采集并输出经光电隔离处理的电气信号；

FPGA芯片，与所述光电隔离电路相连，用于将所述电气信号从模拟量转换成数字量，并进行逻辑处理后转换为支持Aurora协议的数字信号，且通过内置的GTX通信端口将所述数字信号发出；

光纤模块，与所述FPGA芯片相连，用于将数字信号转换为光信号，对光信号进行远程传输后转换成支持Aurora协议的数字信号；与

另一FPGA芯片，与所述光纤模块相连，用于通过内置的GTX通信端口接收通过Aurora协议传输的数字信号，并将数字信号进行逻辑处理复原为数字量电气信号，并将数字量电气信号转换为模拟量电气信号。

进一步的，所述FPGA芯片通过内置GTX通信端口连接所述光纤模块，并采用Aurora协议实现光纤通信。

进一步的，所述FPGA芯片连接有第一时钟与第二时钟，所述第一时钟为所述FPGA芯片的逻辑主时钟，所述第二时钟为所述FPGA芯片通过所述GTX通信端口进行光纤通信的参考时钟。

进一步的，所述光纤模块包括SFP光纤接头，所述SFP光纤接头与所述GTX通信端口连接，用于将数字量电气信号转换成光信号，所述光电隔离电路、FPGA芯片与SFP光纤接头集成在采集板卡上。

进一步的，所述装置还包括OD门电路，所述OD门电路用于连接所述另一FPGA芯片的模拟量电气信号的输出端，用于提高所述模拟量电气信号的驱动能力。

进一步的，所述另一FPGA芯片通过内置GTX通信端口连接所述光纤模块，并采用Aurora协议实现光纤通信。

进一步的，所述光纤模块包括另一SFP光纤接头，所述另一SFP光纤接头与所述GTX通信端口连接，用于将光信号转换成数字量电气信号，所述另一SFP光纤接头、另一FPGA芯片与OD门电路集成在复原板卡上。

一种电气信号光纤中继和复原方法，所述方法应用于上述所述的电气信号光纤中继和复原装置；

所述方法包括：