[实用新型]调频光纤DC/DC变换传输装置

说明书

本实用新型涉及一种调频光纤DC／DC变换传输装置。

在大功率电子、电力系统中，许多部位的电压是非常高的，但有时又需要随时检测位于这些部位或处于其附近的元器件的工作状态，这就需要用某种变换装置将反应这些元器件工作状态的某些信号检测出来，比如在大功率电台发射机中，其末级电压高达几十千伏，直接去监测末级输出的工作状态对操作人员非常危险，用一般电路变换装置进行间接测量也有高压意外地直接进入变换装置的危险。另外，在这类大功率电子、电力系统中，电磁环境也非常恶劣，干扰电磁波常会通过传输线路耦合到变换装置中，严重影响测量精度。

本实用新型提出的调频光纤DC／DC变换传输装置利用了光纤的电绝缘性和抗电磁干扰性的特点，完全解决了以往不易隔离高压对人体危害和电磁干扰对测量精度的影响问题。

附图1是这种传输装置结构图，附图2是这种传输装置中电路部分的框图，附图3、4分别是这种传输装置电路部分的发送端部分和接收端部分的实施例1，附图5、6是电路部分的实施例2，附图7是电路部分发送端的实施例3，下面对照附图来详述传输装置的结构和工作原理。

附图1中，A为该变换传输装置的发送装置，B为接收装置，C为光纤。A中，a为屏蔽壳，b为发送装置电路部分，c为接线柱；B中，d为屏蔽壳，e为接收装置电路部分，f为仪表，g为报警指示器。将接线柱c连接欲检测端，则检测端信号进入c经变换后成为光信号，它通过光纤C传至接收装置，经变换后变回电信号将数值显示在仪表上，使工作人员能在远离高压处安全地检测欲检测端的电压变化情况。这里，屏蔽壳a、d是为防止干扰而装设的，电路板，仪表，报警指示器都按通常的办法固定在壳体上，光纤的两端分别与位于发送装置中电路部分的发光二极管和位于接收装置中电路部分的光电检波二极管按标准方法耦合好固定在电缆头中。

附图2是该变换传输装置电路部分的原理框图，从图中可见，发送端部分电路主要由放大器1，V／F变换器（电压信息变成频率信息），LED部分（将电信号变为光信号）组成，接收端部分电路由PD部分（将光信号变成电信号）、放大器2，F／V变换器（将频率信号变至电压信号）、放大器3和报警器组成。如前所述，整个装置的任务是将输入端较小的直流电压信号通过装置传输后线性地转变为较大的直流电压信号，从而在输出端接上测量表即能测输入端电压，实验表明，直接采用直流传输会产生较大的漂移，而且经过光纤传输的光功率还会因光纤弯曲等因素的影响而不稳定，因此，设计采用调频方式，将输入直流信号转换为调频脉冲信号，传输后再变回直流信号，从而克服直流传输所存在的缺点。整个电路部分的工作原理如下：

在发送端部分，从输入端（它有导线连至机壳外的接线柱C）进入的直流电压信号经过放大器1放大后进入V／F变换器，该变换器一般可采用压控振荡器，它在一定大小电压信号激励下就会输出具有一定频率的脉冲电流信号，随后该电流信号进入LED部分，LED部分由驱动部分和一发光二极管组成，电流信号经驱动部分后推动发光二极管发出不同频率的光信号，光信号通过光纤传输后即进入接收端的PD部分，（如前所述，光纤的一端与LED部分中的发光二极管耦合好，另一端则与接收端部分的PD中的光电检波二极管耦合好）PD部分中的光电检波二极管将光信号变回电信号，它经过放大器2后进入F／V变换器，变至直流电压后再进入放大器3，然后一路输出至仪表，另一路接至报警器，报警器的工作原理很简单，它可以采用常见的继电器驱动报警电路，当电压超过一定的程度后继电器动作，接通某些报警装置——如指示灯，蜂鸣器等。在构成电路时，一般均采用集成电路完成各部分功能，比如采用型号为LF147，LF347，LF156，LF256，LF356，LM741，LF747，OP－O7等运算放大器完成放大、驱动功能，采用压控振荡器（如型号为LM331，AD537的压控振荡器）完成V／F、F／V变换功能，所需注意的仅是简单的级间的匹配问题。由于光信号传输距离短，并考虑到价廉要求，故LED中采用普通指示用的普通光发光二极管，PD中采用着普通光光电检波二极管，并用大孔径（如300μm）光纤以便与指示用发光二极管耦合。

下面给出几种调频光纤DC／DC变换传输装置电路部分的实施例。