[發(fā)明專利]一種高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置及方法

在審

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• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107800481A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 李斌;王文廷;張根苗;栗永強;布乃紅;王俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25
• 代理公司: 青島智地領創(chuàng)專利代理有限公司37252
• 代理人: 種艷麗

1.一種高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，其特征在于：包括高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，該裝置包括高壓側(cè)單元和低壓側(cè)單元；高壓側(cè)單元和低壓側(cè)單元都包括A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)編解碼器、SERDES電路以及光電轉(zhuǎn)換電路；

A/D轉(zhuǎn)換器，被配置為用于將電壓、電流檢測信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

數(shù)據(jù)編解碼器，被配置為用于對數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)編碼和解碼處理，使其適合在光纖中直接傳輸；

SERDES電路，被配置為用于將發(fā)送的低速并行信號轉(zhuǎn)換成高速串行信號，同時將接收的高速串行信號解串成低速并行信號；

光電轉(zhuǎn)換電路通過光纖發(fā)送器與光纖接收器完成電信號與光信號之間的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)電信號的光傳輸；其中，光纖發(fā)送器，被配置為用于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號進行發(fā)送，光纖接收器，被配置為用于將接收到的光信號還原為電信號；

高壓側(cè)的電壓、電流檢測信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，和保護控制信號復用為一路并行數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)編解碼器編碼后，送入SERDES電路轉(zhuǎn)換成高速串行信號，再通過光電轉(zhuǎn)換電路調(diào)制為光信號，低壓側(cè)的光電轉(zhuǎn)換電路將來自高壓測的光信號還原為電信號，再由低壓側(cè)的SERDES電路解串成低速并行信號，經(jīng)數(shù)據(jù)編解碼器解碼后，實現(xiàn)高壓側(cè)電流檢測和保護信號向低壓側(cè)的傳輸；同理，低壓側(cè)發(fā)送的檔位控制信號也經(jīng)過類似的方式向高壓側(cè)傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，其特征在于：數(shù)據(jù)編解碼器采用FPGA，F(xiàn)PGA采用8B/10B編解碼方式進行編解碼處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，其特征在于：SERDES電路包括TLK1201ARCP控制芯片，能夠同時進行串碼和解串處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，其特征在于：光電轉(zhuǎn)換電路包括AFBR-57R5APZ芯片，AFBR-57R5APZ芯片包括光纖接口、電氣接口、發(fā)送單元和接收單元四個部分；發(fā)送單元的一端和電氣接口連接，另一端和光纖接口連接；接收單元的一端和電氣接口連接，另一端和光纖接口連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，其特征在于：發(fā)送單元包括激光驅(qū)動與保護電路和激光發(fā)射器；激光驅(qū)動與保護電路的一端和激光發(fā)射器的一端通過線路連接，激光驅(qū)動與保護電路的另一端通過線路連接至電氣接口，激光發(fā)射器的另一端通過線路連接至光纖接口。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，其特征在于：接收單元包括光檢測器和放大及量化電路；光檢測器的一端和放大及量化電路的一端通過線路連接，光檢測器的另一端通過線路連接至光纖接口，放大及量化電路的另一端通過線路連接至電氣接口。

7.一種高速數(shù)字化光纖隔離傳輸方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字化光纖隔離傳輸裝置，包括如下步驟：

步驟1：發(fā)送端高壓側(cè)的電壓、電流檢測信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，和保護控制信號復用為一路并行數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)編解碼器編碼后轉(zhuǎn)換為低速并行電信號；

步驟2：高壓側(cè)的SERDES電路將發(fā)送的低速并行電信號轉(zhuǎn)換成高速串行信號；

步驟3：高壓側(cè)的光電轉(zhuǎn)換電路將高速串行信號調(diào)制為光信號；

步驟4：接收端低壓側(cè)的光電轉(zhuǎn)換電路將來自高壓測的光信號還原為高速串行電信號；

步驟5：低壓側(cè)的SERDES電路將接收的高速串行電信號解串成低速并行信號；

步驟6：數(shù)據(jù)編解碼器將低速并行信號解碼后還原為發(fā)送端初始的并行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高壓側(cè)電流檢測和保護信號向低壓側(cè)的傳輸。