[發明專利]一種用于模擬光電傳輸系統的線性度測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 201911141973.6
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110824327A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 王瑋;孫中玉
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01M11/00
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所(普通合伙) 37223
• 代理人: 孫愛華

一種用于模擬光電傳輸系統的線性度測試裝置及測試方法，屬于電氣測量技術領域。其特征在于：包括相互連接的上位機和下位機，待測試的模擬光電傳輸系統設置在下位機中，還包括如下步驟：步驟1001，讀取上位機中的測試參數；步驟1002，信號發生模塊輸出測試電壓信號；步驟1003，信號接收模塊接收測試輸出電壓；步驟1004，存儲測試點數據；步驟1005，測試電壓信號是否達到最大值；步驟1006，更新測試輸入電壓；步驟1007，測試結束。步驟1008，確定模擬光電傳輸系統的線性度。通過本用于模擬光電傳輸系統的線性度測試裝置及測試方法，可以測得每套模擬光電傳輸系統的實際線性度，進而根據線性度的實際數據進行針對性補償，最終提高電氣測量設備的精度。

技術領域

一種用于模擬光電傳輸系統的線性度測試裝置及測試方法，屬于電氣測量技術領域。

背景技術

在電氣測量領域，要測量的物理量多為位于高壓側的電流、電壓量，為了實現高、低壓兩端的電氣隔離，同時提高待測信號在強電磁環境下傳輸的抗干擾能力，在工程上多使用光纖來進行信號的傳輸。傳統的模擬光電傳輸系統如圖5所示，待傳輸的電信號在發射端經過電/光轉換之后變為光信號，在經過光纖傳輸之后在接收端經過光/電轉換得到待傳輸的電信號，利用光纖傳輸信號有兩種方式，方式一是在高壓側將待測量就地數字化后，利用光纖將數字信號以光信號的方式傳輸至低壓側；方式二是利用光強調制方式，將待測物理電信號以模擬光信號的方式傳輸至低壓側，光強調制方式由于無需在高壓側利用A/D系統進行采樣，即能夠保留完整待測量的波形信息，因此其可傳輸信號的頻帶遠遠寬于數字化傳輸方式，這種優勢使得模擬光電傳輸系統可以應用于對頻帶要求較寬的小電流測量應用、行波測量應用、沖擊電壓/電流等測量應用，這是數字化傳輸系統所不能比擬的。并且由于避免了高壓側A/D系統的采樣環節，因此高壓側電路的功耗大大降低，同時解決了高壓側針對A/D系統的取能問題。然而光強調制方式所存在的問題是：使用該方式傳輸信號要保證高的傳輸精度，必須建立一個高線性度的電/光、光/電傳輸系統，即光路傳輸的線性度很大程度決定了系統測量的精度。

在現有技術中，申請號為ZL201610682973.7的中國專利公開了一種使用直接驅動LED發光傳輸沖擊電壓的裝置和方法，使用了直接驅動LED發光的方式，由于LED發光存在死區，因此其利用LED發光的線性區實現了待測信號的傳輸，該發明中所使用的模擬光電傳輸系統并非真正的線性傳輸系統，但由于該應用對測量精度的要求不高，因此該方法能夠滿足其針對的應用。申請號為201410379248.3和201510102017.2的中國專利將直接驅動LED發光應用于電子式電流互感器的設計，在這些發明中均沒有對系統的非線性傳輸特性進行測量及補償，因此其應用時很難達到高測量精度。

而申請號為201610678421.9、201610678235.5和201610683194.9的中國專利中，為了解決直接驅動LED發光時存在的非線性問題，通過一個光路反饋機制間接驅動LED發光，從而實現了LED發光與驅動信號的線性化，這些發明中的措施使得光強調制方式中LED發光的非線性化問題得到了比較理想的解決。但是這樣的技術方案中，其實質是用一個線性度很高的光電二極管的線性度來表征整個光電傳輸系統的線性度，即該光電傳輸系統的線性度完全取決于反饋光路中所用光電二極管的線性度，因此，當光電二極管的線性度接近理想線性時，這些方法能夠達到很好的效果和高傳輸精度，然而一旦所用光電二極管的線性度不夠理想，尤其是需要占用光電二極管較大的光電轉換動態范圍時，光電二極管很難在寬范圍內均保證高線性度，這時系統的測量精度通常就難以滿足高測量精度的要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種通過測得每套模擬光電傳輸系統的實際線性度以及不滿足線性度的測試點，進而根據線性度的實際數據進行針對性補償，最終提高電氣測量設備精度的用于模擬光電傳輸系統的線性度測試裝置及測試方法。