一种光电信号的GSPS高速采集装置的制作方法

一种光电信号的gsps高速采集装置
技术领域
1.本实用新型涉及光电信号采集领域，具体一种光电信号的gsps高速采集装置。

背景技术：

2.高速数据采集装置是激光雷达、光纤通信以及光纤传感等领域进行信号获取的重要工具。为了获得更精确地传感信号及传输容量，提升光电信号的采集速度尤为重要。
3.目前，高速光电信号采集主要依赖于a/d转换器，由于a/d转换过程中涉及复杂的运算，采集速度越高，对转换时间要求越高。例如，要想获得1 gsps的采样速率，a/d转换器单次的转换时间必须小于1ns，这给a/d转换器的设计和制造都提出了很高的要求。目前高速a/d转换器生产商只有美国德州仪器ti和亚德诺半导体adi 公司，目前我国gsps的采样速率芯片主要依赖进口，且受严格的管控，限制了高速光电信号采集装置的开发。与此同时，经过多年的努力，低速a/d转换器已经实现国产化，价格便宜，获取方便，且一般具备多通道功能。如何利用低速的a/d转换器实现高速a/d转换器功能，在光电信号采集领域具有广泛的需求。

技术实现要素：

4.本实用新型提出一种光电信号的gsps高速采集装置，该装置通过对光电信号进行分路延时，利用多路低速a/d转换器进行采集；然后在fpga中缓存、拼接、输出，构成n倍速的高速数字信号输出，提升系统的采样速率，简化了采集装置对a/d转换器速率的要求，为高速采集提供了有效方案。
5.本实用新型采取的技术方案为：
6.一种光电信号的gsps高速采集装置，该装置包括：
7.光纤分路器、光纤延迟线、光探测器、单双转换电路、a/d转换器、fpga采集电路；
8.光纤分路器接入光信号，对信号光进行1:n分路后，依次接入n条不同长度的光纤延迟线，经过延迟后再接入n路光探测器，经过n路单双转换电路后进入n路a/d转换器，所述a/d转换器接入fpga采集电路。
9.所述n条不同长度的光纤延迟线呈整数倍依次加长。
10.所述a/d转换器在脉冲触发的驱动下，实施a/d转换，输出n路不同时序的数字信号。
11.所述a/d转换器通过总线输出给fpga采集电路6。
12.所述fpga采集电路，对总线的数据进行缓存、拼接、输出，构成高速输出的数字信号。
13.所述光纤分路器对信号光进行1:2分路。
14.本实用新型一种光电信号的gsps高速采集装置，具有以下有益效果：
15.1）、解调速度快，可n备提升采集速度：
16.通过将单路光电信号进行n路分路，结合光学延时，构建n路并行结构，采用并行低
速a/d转换器实现n倍提速，解决光信号高速采集的问题。
17.2）、结构简单，可扩展性好：
18.采用1:n的光纤分路器对光纤信号进行分路，这是光纤通信重点常用器件，通过控制各光纤分路器的臂长实现不同的延迟，无需复杂的光学结构，易于实现。利用现有的多通道a/d转换器技术，进行并行转换，电路实现简单。
附图说明
19.图1为本实用新型装置结构示意图。
具体实施方式
20.一种光电信号的gsps高速采集装置，包括光纤分路器1、光纤延迟线2、多路光探测器、单双转换电路4、多路a/d转换器、fpga采集电路6。光信号通过光纤分路器1进行1:n分成n路，经过光纤延迟线2后，分时到达光探测器，经过双路的单双转换电路4转成差分电路，进入n路a/d转换器。在脉冲触发下采集，具有时延差的多路光信号被a/d转换器采集后，在fpga中缓存、拼接、输出，构成n倍速的高速数字信号输出，从而实现低速a/d的n倍速采集，提升系统的采样速率，简化了采集装置对a/d转换器速率的要求，为高速采集提供了有效方案。
21.实施例：
22.如图1所示，一种光电信号的gsps高速采集装置，包括光纤分路器1、光纤延迟线2、光探测器3、单双转换电路4、a/d转换器5、fpga采集电路6。
23.所述光纤分路器1接入光信号，对信号光进行1:2分路后，依次接入2条不同长度所述光纤延迟线2，经过延迟后再接入2路所述光探测器3，经过2路所述单双转换电路4进入2路所述a/d转换器5，所述的a/d转换器5接入fpga采集电路6。
24.第一路光纤延迟线的长度为0，第二路光纤延迟线的长度为0.1m。
25.所述光纤分路器1 采用深圳飞宇通信有限公司的单模耦合器，光耦合器的分光比为50:50，光纤类型为g.652d。
26.所述光纤延迟线2采用长飞光纤光缆有限公司的g.652d单模光纤，纤芯9.6um,包层125um.
27.所述光探测器3采用北京科扬的500m pin管低噪声光电探测器，响应速度小于0.1ns。
28.所述单双转换电路4采用美国adi公司的ads5566，转换速率 500msps。
29.所述a/d转换器5为双通道，每个通道的转换速率是500msps，16位线宽，在脉冲触发的驱动下，同时开始a/d转换，当输出脉冲的上升沿到来时，输出第一路的转换信号，当输出脉冲的下降沿到达时，输出第二路的转换信号。
30.所述a/d转换器5通过16位宽的总线输出给fpga采集电路6。
31.所述fpga采集电路6采用璞致的zynq7035 核心板，集成arm和fpga于一体，可以实现高速数据采集和信号处理，数据缓存等。
32.所述fpga采集电路6对16位宽的总线数据进行缓存，根据时序的先后，依次进行数据存储，构成连续的数据帧后，等同于两路500msps信号的分时叠加，从而实现1 gsps高速
信号的模数转换及存储。
33.综上所述，本实用新型一种光电信号的gsps高速采集装置，利用低速并行a/d转换器实现对光电信号的高速采集，大幅降低了采集系统对高速a/d转换器的要求，装置结构简单，易于实现，在高速光电信号采集领域具有重要的应用价值。

技术特征：

1.一种光电信号的gsps高速采集装置，其特征在于该装置包括：光纤分路器（1）、光纤延迟线（2）、光探测器（3）、单双转换电路（4）、a/d转换器（5）、fpga采集电路（6）；光纤分路器（1）接入光信号，对信号光进行1:n分路后，依次接入n条不同长度的光纤延迟线（2），经过延迟后再接入n路光探测器（3），经过n路单双转换电路（4）后进入n路a/d转换器（5），所述a/d转换器（5）接入fpga采集电路（6）。2.根据权利要求1所述一种光电信号的gsps高速采集装置，其特征在于：所述n条不同长度的光纤延迟线（2）呈整数倍依次加长。3.根据权利要求1所述一种光电信号的gsps高速采集装置，其特征在于：所述a/d转换器（5）在脉冲触发的驱动下，实施a/d转换，输出n路不同时序的数字信号。4.根据权利要求1或3所述一种光电信号的gsps高速采集装置，其特征在于：所述a/d转换器（5）通过总线输出给fpga采集电路（6）。5.根据权利要求1或3所述一种光电信号的gsps高速采集装置，其特征在于：所述fpga采集电路（6），对总线的数据进行缓存、拼接、输出，构成高速输出的数字信号。6.根据权利要求1所述一种光电信号的gsps高速采集装置，其特征在于：所述光纤分路器（1）对信号光进行1:2分路。7.一种光电信号的gsps高速采集装置，包括光纤分路器（1）、光纤延迟线（2）、光探测器（3）、单双转换电路（4）、a/d转换器（5）、fpga采集电路（6）；所述光纤分路器（1）接入光信号，对信号光进行1:2分路后，依次接入2条不同长度所述光纤延迟线（2），经过延迟后再接入2路所述光探测器（3），经过2路所述单双转换电路（4）进入2路所述a/d转换器（5），所述的a/d转换器（5）接入fpga采集电路（6）。8.根据权利要求7所述一种光电信号的gsps高速采集装置，其特征在于：第一路光纤延迟线的长度为0，第二路光纤延迟线的长度为0.1m。

技术总结

一种光电信号的GSPS高速采集装置，该装置包括：光纤分路器、光纤延迟线、光探测器、单双转换电路、A/D转换器、FPGA采集电路；光纤分路器接入光信号，对信号光进行1:N分路后，依次接入N条不同长度的光纤延迟线，经过延迟后再接入N路光探测器，经过N路单双转换电路后进入N路A/D转换器，所述A/D转换器接入FPGA采集电路。本实用新型装置采用1:N的光纤分路器对光纤信号进行分路，通过控制各光纤分路器的臂长实现不同的延迟，无需复杂的光学结构，易于实现。利用现有的多通道A/D转换器技术，进行并行转换，电路实现简单。电路实现简单。电路实现简单。