．弓．遥测遥控第18卷第2期光传导信号同步传输系统●JJ_，3、十马文光徐垦(湖了函再工寇丽074)弋(129·／／文摘介绍j光传导信号同步传输系统。该系统由信号发送部分、光纤光电耦合部分、信号接收部分等组成系统采用数字编码的方式，具有良好的抗干扰性能，同时由于用光纤进行传导，有效地解决了绝缘问题．该系统可用于光纤电流互感器(OCT~，主题词兰墨生堡笪鲁乡迷耄1引言随着我国辖电线路电压等级的逐渐提高．如何在高电压下对高压线路中的电流进行检测已成为当务之急。由于电压高，如采用传统的电流互感器(cT)检测方法1]，则会面临安全性差、绝缘困难等问题。一个可行的方法是采用光纤型电流互感器(OCT)。OCT有许多种类，其中非全光纤型电流互感器具有一定的实用价值。它是利用普通的CT将电流信号检测出来，然后通过光纤将信号传递到地面．由于光纤具有良好的电绝缘性，因此这种光纤电流互感器可用于极高电压的场合。在这里，由于存在电光与光电两个转换过程及A／D与D／A变换过程，保持地面接收到的信号与高压线路中电流信号的相位一致(即同步)便成了一个必须解决的问题。本文提出的光传导信号同步传输系统即为此而设计的。它可以在将信号用光弥冲传送到地面的同时．保持传送下来的信号与高压线路上的电流信号相位一致。2系统结构及工作原理本系统采用电一光与光一电转换原理，以光作为载{奉，用光纤进行传导，光信号经过一系列处理后便实现了信号的同步传输。系统由信号发送部分、光纤光电耦合部分、信号接收部分等构成。2．1信号发送部分信号发送部分示于图1。它主要用于将输电线路中的模拟信号变换成适合于传送的数字信号。经互感器输出的模拟信号，正常时与高压线路中的电流信号一致，即为50Hz的正弦信号。在时钟和触发电路的作用下，该信号被高速ADC转换为并行的数字信号，再经脉码变换电路作用转变成串行信号，然后输出至光纤光电耦合部分。本系统中，时钟采用石英晶振分频产生．，一500kHz，同时选用高速ADC0809，因此·每次转换的时问约为200,us，对于工频而言．相当于采样频率为一5kHz．由山农(Shannon)定理可知，此数字信号能够被正确恢复成、收蒋日期l996年7月15日1997年3月遥测遥控·39·模拟信号。同时，为了实现可靠地传送，本系统中采用类似于异步传输方式的传送方法，在每个数据码中增加四位开始码、四位结束码。至下一级：图1信号发送部分原理框图2．2光纤光电耦台部分图2为光纤光电耦合部分原理框图。因2光纤光电耦合部分原理框图由信号发送部分输出的效字脉冲经光源驱动电路作用，采用数字调制方式，将电信号调制到光波上进行光纤传输。光检测器将光信号变成馓弱的电流信号，再经由前置放大——实质上是i／v变换、主放大器作用，使得输出的电信号具有一定大小的幅值，以利于后续电路的正常工作。此处整形滤波主要是去除干扰信号的影响．根据本系统的光功率要求，光源选用LED，光检测器采用PIN，光纤可用芯径为50vm的多模光纤。2．3信号接收部分图3是信号接收部分的原理框图。至终端设备国3信号接收部分原理框图·40·遥测遥控第18卷第2期从光纤光电耦合部分出来的信号已经是标准的数字电信号，经由串一并的脉码变换电路和检验电路作用，只有当满足已设定的传送方式的数据码才能被暂时锁存，以便送入DAC。在本系统中，为了实现可靠地同步传输，主要采取了以下技术措施。第一，信号发送部分与信号接收部分的时钟理论上严格一致，以保证两边的波特率理论上一致。在本系统中，采用同一厂家生产的同型号石英晶振即可达到上述要求。第二，在信号发送部分设定开始码和结束码，而在接收部分则设定检验电路，只有接收到的数据码满足已设定的传送方式时才被后续电路接收，保证了正确传送。尽管如此，对于正弦波信号而言，仍存在相位误差问题，因此在本系统中，采用有源相位补偿的方法，使得输出至终端设备的信号与输人信号满足一定的相位误差要求，实现信号的同步传输。3结论输出为了验证所制作样机的性能，作者设计了如下实验。当输入频率为50Hz、幅值从小到太变化的正弦波信号，通过示波器观察图4所示的输出与输入的李沙育图形。由图可见，输出与输入之间存在一定的非线性，但对于本系统而输^言，只要随着输入信号幅值的改变，相位误差不变，即可近似认为输出与输入之间呈现线性关系，由实验可知，本系统恰好满足这一特性。同时，在0(℃)～4O(℃)范围内，每传送一个数据需32s，相位误差小于1度，温度漂移误差为零。国4输出与输入李沙育波形由于国内目前对此课题研究尚处初始阶