一種基于光纖傳輸的監測信號處理系統

在這種模式下，當CONVST的下降沿到來(lái)后開(kāi)始轉換，同時(shí)BUSY變高，這時(shí)要保證在CONVST的上升沿到來(lái)與BUSY的下降沿之間的間隔為最小10 ns，一旦轉換結束就進(jìn)入休眠狀態(tài)，這種狀態(tài)的保持是通過(guò)轉換結束后保持CONVST為低電平來(lái)實(shí)現的在CONVST的上升沿喚醒，在休眠時(shí)，當CONVST在低電平的時(shí)候仍然可以在SCLK的下降沿的作用下輸出16位串行有效數字。采用高速采樣模式，因此要保證能生成高速采樣模式的時(shí)序。

當轉換結束后，在16個(gè)SCLK的下降沿的作用下，依次讀出16位數字，其中最前面是兩位0，然后是符號位，后面是數字。理想的編碼如表1所示。

其中，FSR是指輸入電壓范圍，這里對于A(yíng)D7894_10來(lái)說(shuō)是20 V；

由表1可以看出它的輸出是完全補碼形式的，其中最高位是符號位，0表示是正數，1表示是負數，然后是13位數字位，一共14位。

2 光纖傳輸

經(jīng)過(guò)A／D轉換后的串行數字信號由于是在高壓側處理的，所以要通過(guò)一定的方式傳輸到低壓側，進(jìn)行信號數據的處理，并進(jìn)而恢復成模擬信號，綜合考慮到安全和信號傳輸兩個(gè)方面的問(wèn)題，信號傳輸的通道要起到兩個(gè)方面的作用。一方面要能順利地把數字信號從高壓側傳到低壓側，實(shí)現高低壓側的高速數據通信，另一方面要把高壓側和低壓側進(jìn)行絕緣，本論文用光纖作為傳輸通道。

2.1 光纖傳輸鏈路的組成

光纖傳輸鏈路的各個(gè)模塊包括光纖傳輸介質(zhì)，光源光檢測器及其相關(guān)的接收機，還有用來(lái)連接光纜，光源和光檢測器的連接器。所在光纖信號傳輸系統一共由三個(gè)部分組成，包括發(fā)射驅動(dòng)器、光纖和接收驅動(dòng)器三個(gè)部分。

光發(fā)射器應該包括兩部分，一部分是電發(fā)送機，它把需要傳輸的信號變成電信號；另一部分是光源，它把電信號轉變成光信號，稱(chēng)為E／O。

數字光纖通信系統對光源的線(xiàn)性要求不是太高，其光發(fā)射器件可以使用線(xiàn)性度較好的半導體發(fā)光二極管(LED)，也可以使用線(xiàn)性程度較差的半導體激光二極管(LD)。

但是，由于對于標準光纖來(lái)說(shuō)，一般LD的入射光功率在1 mW以上，而LED的入纖光功率只有0.1 mW左右，再加上LD的開(kāi)關(guān)調制速度比LED高許多，這使得LD器件適合使用在長(cháng)距離、大容量的數字光纖通信系統中，LED器件一般使用在中短距離中小容量的光纖通信系統。

一般情況下的光纖通信系統，它的光源驅動(dòng)電路和偏置電路應該滿(mǎn)足這樣的技術(shù)要求：

(1)當溫度變化或者是隨著(zhù)使用時(shí)間的延長(cháng)而導致光源器件老化的時(shí)候，光器件輸出的光脈沖幅度應該保持恒定。

(2)為了保證一定的接收靈敏度，光發(fā)射器件的輸出光脈沖的消光比應該有EXT≥10。這里的消光比可能有兩種定義方法，第一種方法是定義為光脈沖的“1”、“0”中的幅度之比；第二種定義方法是定義為“1”、“0”的平均功率之比。

(3)為了使光脈沖信號能準確地重現輸入電脈沖信號，光源加上驅動(dòng)電流脈沖后，光源發(fā)射的延遲時(shí)間必須小于每位碼元的時(shí)間。

(4)光發(fā)射驅動(dòng)電路應該能對光脈沖張馳振蕩有阻尼作用。

(5)光發(fā)射器件的可靠性要高，壽命要長(cháng)。

選用的光發(fā)送器件是由奧雷光電有限公司生產(chǎn)的光電收發(fā)一體化模塊ATR-X5XXL中的光發(fā)送部分來(lái)完成的。它采用單+5 V供電，輸入輸出是TTL電平，允許輸入的最高低電平是+0.8 V，輸入的最低高電平為+2 V，輸出的最低高電平是+2.4 V，最高低電平是+0.4 V。這個(gè)電平范圍是很寬松的，它的封裝采用標準的工業(yè)9針連接，使用的連接器可以用SC或者是FC，選用數據傳輸的最高速率為2 Mb／s，最長(cháng)可以傳輸20 km的光收發(fā)一體化模塊。

對于光纖連接器的要求主要有：低耦合損耗、具有互換性、易于裝配、低的環(huán)境敏感性，同時(shí)要求它具有較低的成本和可靠的結構，更重要的是它要連接使用方便，可重復插拔性要好。

ATR-X5XXL光電收發(fā)一體化模塊可以選用SC或者FC連接器，這里選用FC光纖連接器來(lái)完成光纖之間的連接，它的插拔性好，連接可靠。本文采用洛陽(yáng)航空電器廠(chǎng)光通信器件分廠(chǎng)生產(chǎn)的一種光纖連接器，它的插入損耗是0.12 dB，回波損耗是47 dB，直徑是3 mm。

光纖是介質(zhì)波導結構的傳輸介質(zhì)。它的結構是高折射率的纖芯被低折射率的包層所包圍，且要求光以大于臨界角的角度在光纖的芯包界面處發(fā)生全內反射。