一種無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種單次信號(hào)捕獲器，具體說是一種無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光 電轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，最重要的是及時(shí)獲取系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)前后一段時(shí)間內(nèi)的斷 路器、繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作情況，也就是故障錄波需要的模擬信息，以便調(diào)度人員能及時(shí)準(zhǔn) 確地判斷系統(tǒng)事故的范圍、性質(zhì)等，為事后事故處理和恢復(fù)提供決策依據(jù)，因而用于故障錄 波的模擬信息的獲取是這一過程的首要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)事故分析、決定 調(diào)度決策支持和保護(hù)等措施的實(shí)施依據(jù)。
[0003] 現(xiàn)有的故障錄波的模擬量的獲取是用互感器或高壓分壓器直接獲取電信號(hào)，用電 纜將電信號(hào)的模擬量傳送到控制室，再作模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后傳送到故障錄波系統(tǒng)。比如，在高 壓分壓器上或者互感器上取出電信號(hào)，連接50ohm電阻，用長(zhǎng)電纜連接到示波器或數(shù)模轉(zhuǎn) 換線路上。然而，電纜會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，傳送的信號(hào)模擬量的獲取因而會(huì)受到影 響，使獲取的信號(hào)不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，因此，研制出一種抗強(qiáng)磁場(chǎng)干擾的模擬量獲取的 裝置已成為本領(lǐng)域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有故障錄波的模擬量的獲取裝置容易被強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的 技術(shù)問題，提供一種抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器。
[0005] 本發(fā)明提供一種無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器，包括DFB激光器、免 偏置控制銀酸鋰電光調(diào)制器、分光器、第一光電接收器和第二光電接收器，DFB激光器與免 偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器之間通過保偏光纖連接，免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器和分光 器之間通過光纖連接；分光器設(shè)有兩路輸出端口，一路輸出端口通過光纖與第一光電接收 器連接，另一路輸出端口通過延遲光纖與第二光電接收器連接。
[0006] 優(yōu)選地，免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器設(shè)有RF端口，RF端口連接有阻抗匹配器； 分光器的分光比例是50 : 50。
[0007] 優(yōu)選地，DFB激光器連接有溫度控制器和電流驅(qū)動(dòng)器。
[0008] 優(yōu)選地，阻抗匹配器為50ohm阻抗匹配器。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是，通過電光轉(zhuǎn)換及光纖傳輸有效地避免了電磁場(chǎng)的干擾，實(shí) 現(xiàn)了抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的故障信息模擬量的獲取和傳輸；在延遲光纖的作用下，本發(fā)明能夠進(jìn)行 24小時(shí)監(jiān)測(cè)并能捕獲事故前后特定時(shí)間段的信號(hào)信息。該時(shí)間段根據(jù)用戶對(duì)事故前的記錄 窗口要求而定，捕獲的時(shí)間段最低〇. 5微妙。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步的特征和方面，將在以下參考附圖的【具體實(shí)施方式】的描述中，得以 清楚地記載。
【附圖說明】 toon] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明的免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器的轉(zhuǎn)換函數(shù)；
[0013] 圖3是仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)輸入50Hz正弦波波形圖；
[0014] 圖4是仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)應(yīng)輸入50Hz正弦波時(shí)本發(fā)明的輸出波形圖；
[0015] 圖5是圖3和圖4波形疊加圖；
[0016] 圖6是仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)輸入衰減信號(hào)的波形圖；
[0017] 圖7是仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)應(yīng)輸入衰減信號(hào)時(shí)本發(fā)明的輸出波形圖；
[0018] 圖8是圖6和圖7的波形疊加圖；
[0019] 圖9是仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)輸入方波的波形圖；
[0020] 圖10是仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)應(yīng)輸入方波的本發(fā)明的輸出波形圖；
[0021] 圖11是圖9和圖10的波形疊加圖。
[0022] 圖中符號(hào)說明：
[0023] LDFB激光器，2.免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器，3.分光器，4.第一光電接收器， 5.第二光電接收器，6.被測(cè)對(duì)象，7.阻抗匹配器，8.溫度控制器，9.延遲光纖，10.電流驅(qū) 動(dòng)器；圖2中橫坐標(biāo)為電壓，縱坐標(biāo)為光強(qiáng)（伏特）；圖3、圖4、圖5中的縱坐標(biāo)為電壓（伏 特），橫坐標(biāo)為時(shí)間，總采樣點(diǎn)為2500點(diǎn)，總采樣時(shí)間為50ms ;圖6、圖7、圖8中的縱坐標(biāo)為 電壓（伏特），橫坐標(biāo)為時(shí)間，共采樣2500點(diǎn)，總采樣時(shí)間為25US;圖9、圖10、圖11中的 縱坐標(biāo)為電壓（伏特），橫坐標(biāo)為時(shí)間，采樣時(shí)間為250ns，方波上升時(shí)間為4ns。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下參照附圖，以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明包括DFB激光器1、免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2、分光器3、 第一光電接收器4和第二光電接收器5, DFB激光器1與免偏置控制銀酸鋰電光調(diào)制器2之 間通過保偏光纖連接，免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2和分光器3之間通過光纖連接；分光 器3設(shè)有兩路輸出端口，一路輸出端口通過光纖與第一光電接收器4連接，另一路輸出端口 通過延遲光纖9與第二光電接收器5連接。
[0026] 被測(cè)對(duì)象6與免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2的RF端口之間通過阻抗匹配器7 連接。阻抗匹配器7為50ohm阻抗匹配器。
[0027] 分光器3的分光比例是50 : 50, 一部分分給第二光電接收器5用于觀察光信號(hào)， 其余部分分給第一光電接收器4用于觸發(fā)。
[0028] DFB激光器1單色性、偏振性好，非常適合與免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2配合 使用，高頻時(shí)產(chǎn)生的變頻小，傳輸距離遠(yuǎn)。DFB激光器1可以連接溫度控制器8和電流驅(qū)動(dòng) 器10以保持工作的穩(wěn)定性。
[0029] 延遲光纖9為特定長(zhǎng)度的光纖具有特定的延遲功能，光纖長(zhǎng)度決定了事故前的記 錄窗口的長(zhǎng)度，可以根據(jù)用戶要求而定，至少〇. 5微妙。
[0030] 使用時(shí)，免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2先將被測(cè)對(duì)象6的電信號(hào)轉(zhuǎn)成光信號(hào)，該 光信號(hào)被分光器3分成兩部分，分出的光信號(hào)被第一光電接收器4和第二光電接收器5轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)作具體測(cè)量。
[0031] 免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2的原理基于Mach-Zehder干涉儀，故又稱MZ調(diào)制 器。DFB激光器1輸出的光作為免偏置控制銀酸鋰電光調(diào)制器2的入射光被分為兩束光，分 別進(jìn)入免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2的兩臂，其中的一個(gè)臂處于被測(cè)高頻電場(chǎng)的作用之 下，通過電光效應(yīng)，該臂的折射系數(shù)隨電場(chǎng)強(qiáng)度而變化，從而改變了光在其中的傳播速度， 即改變了該路光的相位，在免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器2的輸出端，兩路光又重合。當(dāng)兩 路光同相時(shí)，幅度相加，反向時(shí)，幅度抵消，故而呈現(xiàn)周期性的正弦曲線的轉(zhuǎn)換波形，正弦波 的半波長(zhǎng)又稱為Vji，調(diào)制器的輸出幅度為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括DFB激光器、免偏 置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器、分光器、第一光電接收器和第二光電接收器，所述DFB激光器與 所述免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器之間通過保偏光纖連接，所述免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào) 制器和所述分光器之間通過光纖連接；所述分光器設(shè)有兩路輸出端口，一路輸出端口通過 光纖與所述第一光電接收器連接，另一路輸出端口通過延遲光纖與所述第二光電接收器連 接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所 述免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器設(shè)有RF端口，所述RF端口連接有阻抗匹配器；所述分光器 的分光比例是50 : 50。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所 述DFB激光器連接有溫度控制器和電流驅(qū)動(dòng)器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所 述阻抗匹配器為50ohm阻抗匹配器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無源瞬態(tài)模擬信號(hào)捕獲及電光光電轉(zhuǎn)換器，其解決了現(xiàn)有故障錄波的模擬量的獲取裝置容易被強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的技術(shù)問題，其包括DFB激光器、免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器、分光器、第一光電接收器和第二光電接收器，DFB激光器與免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器之間通過保偏光纖連接，免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器和分光器之間通過光纖連接；分光器設(shè)有兩路輸出端口，一路輸出端口通過光纖與第一光電接收器連接，另一路輸出端口通過延遲光纖與第二光電接收器連接，免偏置控制鈮酸鋰電光調(diào)制器設(shè)有RF端口，RF端口連接有阻抗匹配器。其可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的故障信號(hào)檢測(cè)。
【IPC分類】G01R31-00, G08C23-06
【公開號(hào)】CN104655954
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410101599
【發(fā)明人】李斐, 尹彥
【申請(qǐng)人】李斐
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年3月19日