[發(fā)明專利]高精度光纖傳輸延遲定位裝置及延遲定位方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011194493.9
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112511222A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 吳振剛;顧慶昌;魏常
• 申請（專利權）人: 安徽光纖光纜傳輸技術研究所（中國電子科技集團公司第八研究所）
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 解政文

1.一種高精度光纖傳輸延遲定位裝置，其特征在于，

由本地單元、遠程單元組成；

被測光纖鏈路處于本地單元與遠程單元之間；

本地單元位于系統(tǒng)中心主機端，包括本地單元光脈沖發(fā)射裝置和本地單元光脈沖接收裝置；

光脈沖發(fā)射裝置是計時信號的起始點；

光脈沖發(fā)射裝置包括：脈沖發(fā)生電路、脈沖整形電路、激光驅動電路、激光器和波分復用器；

光脈沖接收裝置包括：脈沖放大電路、脈沖觸發(fā)電路、脈沖整形電路、時間數(shù)字轉換電路、微控制器和通訊電路；

遠程單元位于分系統(tǒng)端；

遠程單元包括遠程單元光脈沖接收裝置和遠程單元光脈沖發(fā)射裝置；

光脈沖接收裝置包括：波分復合器、探測器、脈沖放大電路、脈沖整形電路和脈沖發(fā)生電路；

光脈沖接收裝置包括：脈沖整形電路、激光驅動電路和激光器和波分復合器。

2.一種高精度光纖傳輸延遲定位方法，其特征在于：

本地單元脈沖發(fā)生電路產生激勵脈沖提供給激光發(fā)射電路，同時提供給數(shù)字轉換電路，作為啟動計時信號；

發(fā)射光信號經波分復用器耦合進傳輸光纖，傳輸?shù)竭h程單元后，經波分復用器耦合進遠程單元接收端；

遠程單元接收端接收信號，由遠程單元電光轉換電路轉換成光信號，經波分復用器再次耦合進傳輸光纖，返回本地單元；

本地單元接收電路完成光電轉換后，觸發(fā)微控制器中斷，微控制器給出停止信號，時間間隔測量完成；

微控制器將時間數(shù)字轉換電路的轉換結果讀出，通過通訊接口將測量結果輸出給系統(tǒng)主機。

3.根據(jù)權利要求2所述高精度光纖傳輸延遲定位方法，其特征在于：

所述遠程單元完成光脈沖信號的接收和回傳工作；

遠程單元接收到光脈沖信號后，首先轉換成電信號，該電信號經差分放大并轉換成單端信號，單端信號經放大、整形后送給窄脈沖產生電路，用于觸發(fā)恢復窄脈沖信號，窄脈沖信號經放大整形后由轉換芯片完成單端到差分的轉換，再由高速激光驅動芯片完成光脈沖的發(fā)射回傳。

4.根據(jù)權利要求2所述高精度光纖傳輸延遲定位方法，其特征在于：脈沖發(fā)生電路采用高精度窄脈沖產生方法產生；

脈沖發(fā)生電路包括四個三極管，四個三極管分別為：第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3、第四三極管Q4；

電路中包括四個調節(jié)電阻，四個調節(jié)電阻分別為：第一調節(jié)電阻R_C1、第二調節(jié)電阻R_C2、第三調節(jié)電阻R_C3、第四調節(jié)電阻R_C4；

第一調節(jié)電阻R_C1、第二調節(jié)電阻R_C2、第三調節(jié)電阻R_C3和第四調節(jié)電阻R_C4的一端與參考電壓Vref連接，用于調節(jié)四個三極管的靜態(tài)工作點，使每個三極管都偏置在臨界雪崩狀態(tài)；

第一調節(jié)電阻R_C1的另一端與第一三極管Q1集電極相連接；

第二調節(jié)電阻R_C2的另一端與第二三極管Q2集電極相連接；

第三調節(jié)電阻R_C3的另一端與第三三極管Q3集電極相連接；

第四調節(jié)電阻R_C4的另一端與第四三極管Q4集電極相連接；

包括四個跨接電阻，四個跨接電阻分別為第一跨接電阻R_CE1、第二跨接電阻R_CE2、

第三跨接電阻R_CE3和第四跨接電阻R_CE4；

第一跨接電阻R_CE1跨接在第一三極管Q1的基極與發(fā)射極之間；

第二跨接電阻R_CE2跨接在第二三極管Q2的基極與發(fā)射極之間；

第三跨接電阻R_CE3跨接在第三三極管Q3的基極與發(fā)射極之間；

第四跨接電阻R_CE4跨接在第四三極管Q4的基極與發(fā)射極之間；

包括四個接地電阻，四個接地電阻分別為第一接地電阻R_E1、第二接地電阻R_E2、第三接地電阻R_E3、第四接地電阻R_E4；

第一接地電阻R_E1一端與第一三極管發(fā)射極連接，并同時與第一跨接電阻R_CE1連接；

第一接地電阻R_E1另一端接地；

第二接地電阻R_E2一端與第二三極管發(fā)射極連接，并同時與第二跨接電阻R_CE2連接；

第二接地電阻R_E2另一端接地；

第三接地電阻R_E3一端與第三三極管發(fā)射極連接，并同時與第三跨接電阻R_CE3連接；

第三接地電阻R_E3另一端接地；

第四接地電阻R_E4一端與第四三極管發(fā)射極連接，并同時與第四跨接電阻R_CE4連接；

第四接地電阻R_E4另一端接地；

包括四個儲能電容，四個儲能電容分別為第一儲能電容C1、第二儲能電容C2、第三儲能電容C3、第四儲能電容C4；

第一儲能電容C1一端接地，另一端與第一三極管Q1的集電極相連接；

第二儲能電容C2一端與第一三極管Q1的發(fā)射極相連接，另一端與第二三極管Q2的集電極相連接；

第三儲能電容C3一端與第二三極管Q2的發(fā)射極相連接，另一端與第三三極管Q3的集電極相連接；

第四儲能電容C4一端與第三三極管Q3的發(fā)射極相連接，另一端與第四三極管Q4的集電極相連接；

包括四個信號耦合電容，四個信號耦合電容分別為第一信號耦合電容Ci1；第二信號耦合電容Ci2、第三信號耦合電容Ci3和第四信號耦合電容Ci4；

第一信號耦合電容Ci1一端與第一三極管Q1的基極相連接，另一端與輸入信號V_I相連接；

第二信號耦合電容Ci2一端與第二三極管Q2的基極相連接，另一端與輸入信號V_I相連接；

第三信號耦合電容Ci3一端與第三三極管Q3的基極相連接，另一端與輸入信號V_I相連接；

第四信號耦合電容Ci4一端與第四三極管Q4的基極相連接，另一端與輸入信號V_I相連接；

負載電阻RL一端與第四三極管Q4的發(fā)射極相連接，另一端接地。