專利名稱：一種可與計算機(jī)通信的自發(fā)式實驗用光纖通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖通信領(lǐng)域，具體涉及一種可與計算機(jī)通信的自發(fā)式實驗用光
纖通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，公知的實驗用光纖通信系統(tǒng)需要外加函數(shù)發(fā)生器來產(chǎn)生外部輸入信號，同 時所述通信系統(tǒng)的輸入信號和輸出信號都是由示波器來測量的。雖然示波器可以對所述信 號進(jìn)行顯示，但由于這些信號不能在計算機(jī)窗口中體現(xiàn)，實驗者缺少對信號與計算機(jī)之間 的通信認(rèn)識，并且對信號的處理也很困難，雖然使用高性能的存儲示波器可以解決現(xiàn)有通 信系統(tǒng)的上述缺陷，能夠?qū)π盘栠M(jìn)行處理，但是所述存儲示波器高昂的成本不適合用在實 驗用光纖通信系統(tǒng)中，同時，由于現(xiàn)有的實驗用光纖通信系統(tǒng)中所添加的外部信號并不多， 而且對所述外部信號的要求普遍不高，這樣外加一個函數(shù)發(fā)生器便造成了實驗成本的浪 費，很多學(xué)生做實驗就要用到多臺函數(shù)發(fā)生器，更增加了實驗成本的浪費。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有實驗用光纖通信系統(tǒng)外加函數(shù)發(fā)生器帶來的實驗成本的浪費和不 能滿足與計算機(jī)通信并對信號處理困難的問題，本實用新型提供一種可與計算機(jī)通信的自 發(fā)式實驗用光纖通信系統(tǒng)。 本實用新型包括微型計算機(jī)、可編程器件CPLD、函數(shù)發(fā)生模塊、模擬信號處理模 塊、數(shù)字信號處理模塊、第一接口電路、發(fā)端機(jī)、第一光環(huán)形器、光纖、第二光環(huán)形器、收端 機(jī)、第二接口電路，所述第一接口電路包括第一數(shù)字接口電路、第一單刀雙擲開關(guān)和第一模 擬接口電路，所述發(fā)端機(jī)包括第一光發(fā)端機(jī)，所述收端機(jī)包括第一光收端機(jī)，所述第二接口 電路包括第二數(shù)字接口電路、第二單刀雙擲開關(guān)和第二模擬接口電路，可編程器件CPLD的 兩個數(shù)字信號輸出端分別與微型計算機(jī)的一個信號輸入端和第一數(shù)字接口電路的信號輸 入端連接，函數(shù)發(fā)生模塊的兩個模擬信號輸出端分別與微型計算機(jī)的一個信號輸入端和第 一模擬接口電路的信號輸入端連接，第一單刀雙擲開關(guān)的兩個輸入端分別與第一數(shù)字接口 電路的信號輸出端和第一模擬接口電路的信號輸出端連接，所述第一單刀雙擲開關(guān)的輸出 端與第一光發(fā)端機(jī)的信號輸入端連接，第一光發(fā)端機(jī)的信號輸出端與第一光環(huán)形器的第一 信號輸入端連接，第一光環(huán)形器的第一雙向信號傳輸端與光纖的一個信號端連接，光纖的 另一個信號端與第二光環(huán)形器的第二雙向信號傳輸端連接，第二光環(huán)形器的第一信號輸出 端與第一光收端機(jī)的信號輸入端連接，第一光收端機(jī)的信號輸出端與第二單刀雙擲開關(guān)的 輸入端連接，所述第二單刀雙擲開關(guān)的兩個輸出端分別與第二數(shù)字接口電路的信號輸入端 和第二模擬接口電路的信號輸入端連接，第二數(shù)字接口電路的信號輸出端與數(shù)字信號處理 模塊的信號輸入端連接，第二模擬接口電路的信號輸出端與模擬信號處理模塊的信號輸入 端連接，模擬信號處理模塊的信號輸出端和數(shù)字信號處理模塊的信號輸出端分別與微型計 算機(jī)的另外兩個信號輸入端連接。
3[0005] 本實用新型的工作原理為可編程器件CPLD輸出數(shù)字信號或函數(shù)發(fā)生模塊輸出 的模擬信號一方面輸入到微型計算機(jī)中進(jìn)行顯示，另一方面輸入到第一接口電路中，通過 第一接口電路的信號經(jīng)第一光發(fā)端機(jī)輸入到第一光環(huán)形器的第一信號輸入端，再經(jīng)第一雙 向信號傳輸端輸出，所述輸出信號經(jīng)光纖輸入到第二光環(huán)形器的第二雙向信號傳輸端，并 從第一信號輸出端輸出至第一光收端機(jī)的信號輸入端，所述信號經(jīng)第一光收端機(jī)轉(zhuǎn)換為電 信號，所述電信號經(jīng)第二接口電路輸入至模擬信號處理模塊或數(shù)字信號處理模塊，所述處 理模塊完成將電信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)識別信號的處理工作并將轉(zhuǎn)換后信號輸入至微型計算 機(jī)進(jìn)行顯示。 本實用新型的有益效果為本實用新型嵌入的可編程器件CPLD或函數(shù)發(fā)生模塊 替代現(xiàn)有實驗用光纖通信系統(tǒng)中的外加函數(shù)發(fā)生部分，簡化了實驗設(shè)備，極大地節(jié)省了成 本；本實用新型嵌入模擬信號處理模塊和數(shù)字信號處理模塊，使信號處理可以在微型計算 機(jī)窗口中顯示且容易進(jìn)行，實現(xiàn)了實驗者對信號與計算機(jī)之間的通信認(rèn)識；本實用新型將 輸入信號經(jīng)由微型計算機(jī)顯示并發(fā)送且對輸出信號由微型計算機(jī)顯示并接收，實現(xiàn)了外部 硬件與計算機(jī)的通信。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施方式
具體實施方式
一 根據(jù)說明書附圖1具體說明本實施方式，本實施方式它包括微 型計算機(jī)l、可編程器件CPLD2、函數(shù)發(fā)生模塊3-l、模擬信號處理模塊3-2、數(shù)字信號處理模 塊3-3、第一接口電路4、發(fā)端機(jī)5、第一光環(huán)形器7、光纖8、第二光環(huán)形器7-l、收端機(jī)10、 第二接口電路11 ，所述第一接口電路4包括第一數(shù)字接口電路4-1 、第一單刀雙擲開關(guān)4-2 和第一模擬接口電路4-3，所述發(fā)端機(jī)5包括第一光發(fā)端機(jī)6，所述收端機(jī)10包括第一光收 端機(jī)9，所述第二接口電路11包括第二數(shù)字接口電路11-1 、第二單刀雙擲開關(guān)11-2和第二 模擬接口電路11-3，可編程器件CPLD2的兩個數(shù)字信號輸出端分別與微型計算機(jī)1的一個 信號輸入端和第一數(shù)字接口電路4-1的信號輸入端連接，函數(shù)發(fā)生模塊3-1的兩個模擬信 號輸出端分別與微型計算機(jī)1的一個信號輸入端和第一模擬接口電路4-3的信號輸入端連 接，第一單刀雙擲開關(guān)4-2的兩個輸入端分別與第一數(shù)字接口電路4-l的信號輸出端和第 一模擬接口電路4-3的信號輸出端連接，所述第一單刀雙擲開關(guān)4-2的輸出端與第一光發(fā) 端機(jī)6的信號輸入端連接，第一光發(fā)端機(jī)6的信號輸出端與第一光環(huán)形器7的第一信號輸 入端a連接，第一光環(huán)形器7的第一雙向信號傳輸端b與光纖8的一個信號端連接，光纖8 的另一個信號端與第二光環(huán)形器7-1的第二雙向信號傳輸端e連接，第二光環(huán)形器7-1的 第一信號輸出端f與第一光收端機(jī)9的信號輸入端連接，第一光收端機(jī)9的信號輸出端與 第二單刀雙擲開關(guān)11-2的輸入端連接，所述第二單刀雙擲開關(guān)11-2的兩個輸出端分別與 第二數(shù)字接口電路11-1的信號輸入端和第二模擬接口電路11-3的信號輸入端連接，第二 數(shù)字接口電路11-1的信號輸出端與數(shù)字信號處理模塊3-3的信號輸入端連接，第二模擬接 口電路11-3的信號輸出端與模擬信號處理模塊3-2的信號輸入端連接，模擬信號處理模塊 3-2的信號輸出端和數(shù)字信號處理模塊3-3的信號輸出端分別與微型計算機(jī)1的另外兩個信號輸入端連接。 本實施方式所述系統(tǒng)為單工通信系統(tǒng)，其工作原理為可編程器件CPLD2輸出數(shù) 字信號或函數(shù)發(fā)生模塊3-l輸出的模擬信號一方面輸入到微型計算機(jī)1中進(jìn)行顯示，另一 方面輸入到第一接口電路4中，通過第一接口電路4的信號經(jīng)第一光發(fā)端機(jī)6輸入到第一 光環(huán)形器7的第一信號輸入端a，再經(jīng)第一雙向信號傳輸端b輸出，所述輸出信號經(jīng)光纖8 輸入到第二光環(huán)形器7-l的第二雙向信號傳輸端e，并從第一信號輸出端f輸出至第一光收 端機(jī)9的信號輸入端，所述信號經(jīng)第一光收端機(jī)9轉(zhuǎn)換為電信號，所述電信號經(jīng)第二接口電 路11輸入至模擬信號處理模塊3-2或數(shù)字信號處理模塊3-3，所述處理模塊完成將電信號 轉(zhuǎn)換為計算機(jī)識別信號的處理工作并將轉(zhuǎn)換后信號輸入至微型計算機(jī)1進(jìn)行顯示。 本實施方式中所述可編程器件CPLD2的型號為XILINX XC95108，所述可編程器件 CPLD2產(chǎn)生各種形式、速率的數(shù)字信息，與微型計算機(jī)1相連接后實現(xiàn)數(shù)字信息的可控制產(chǎn) 生。 本實施方式中所述函數(shù)發(fā)生模塊3-l采用型號為MSP430F169的芯片控制輸出模 擬信號；所述芯片是集AD在內(nèi)的16位單片機(jī)，具有功耗低等優(yōu)點，所述芯片產(chǎn)生具有一定 特征的模擬信號，并附有控制開關(guān)控制輸出波形及頻率，在所述單片機(jī)輸出口可檢測到單 片機(jī)輸出波形，并對所述波形進(jìn)行調(diào)幅處理，同時用LM258對經(jīng)調(diào)幅處理的波形進(jìn)行放大， 輸出調(diào)幅信號，所述調(diào)幅信號再經(jīng)濾波電路得到濾波后的模擬信號；所述模擬信號處理模 塊3-2和數(shù)字信號處理模塊3-3均采用芯片MSP430F169對輸入電信號進(jìn)行AD采樣，完成 將電信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可識別信號，同時送往微型計算機(jī)1實現(xiàn)串口間通信。所述嵌入部 分實現(xiàn)了外界硬件與計算機(jī)的通信，使得示波器可以顯示的信號部分在計算機(jī)窗口中體現(xiàn) 并處理，且在教學(xué)實驗中更為直觀，同時有助于實驗者了解單片機(jī)的功能及其通信效用。 本實施方式中所述第一光發(fā)端機(jī)6為HFBR-1414T型光纖收發(fā)器，所述第一光收端 機(jī)9為HFBR-2416T型光纖收發(fā)器。 本實施方式中所述第一光環(huán)形器7和第二光環(huán)形器7-1均為850nm光環(huán)形器。 本實施方式中所述第一接口電路4是實現(xiàn)將可編程器件CPLD2輸出的數(shù)字信號或 函數(shù)發(fā)生模塊3-1輸出的模擬信號正常傳輸至HFBR-1414T型光纖收發(fā)器(第一光發(fā)端機(jī) 6)的工作電路，第二接口電路11是實現(xiàn)將HFBR-2416T型光纖收發(fā)器(第一光收端機(jī)9)輸 出的電信號正常傳輸至相應(yīng)信號處理模塊，所述信號處理模塊為模擬信號處理模塊3-2或 數(shù)字信號處理模塊3-3。 本實施方式中，第一數(shù)字接口電路4-l與第二數(shù)字接口電路11-1同時被接通工 作，第二模擬接口電路4-3與第二模擬接口電路11-3同時被接通工作。
具體實施方式
二 根據(jù)說明書附圖l和2具體說明本實施方式，本實施方式與具體 實施方式一的不同之處在于它增加了第二光發(fā)端機(jī)6-l和第二光收端機(jī)9-l，所述第二光 發(fā)端機(jī)6-l的信號輸入端與第一單刀雙擲開關(guān)4-2的輸出端連接，第二光發(fā)端機(jī)6-l的信 號輸出端與第二光環(huán)形器7-l的第二信號輸入端d連接，所述第二光收端機(jī)9-l的信號輸 入端與第一光環(huán)形器7的第二信號輸出端c連接，第二光收端機(jī)9-1的信號輸出端與第二 單刀雙擲開關(guān)11-2的輸入端連接。 本實施方式中，通過兩個光發(fā)端機(jī)和兩個光收端機(jī)完成了信號的雙工通信，具體 過程為電信號經(jīng)發(fā)端機(jī)5轉(zhuǎn)換為光信號后，從第二光發(fā)端機(jī)6-1輸出的光信號先后經(jīng)第二
5光環(huán)形器71和第一光環(huán)形器7輸出至第二光收端機(jī)9-1 ;同時，從第一光發(fā)端機(jī)6輸出的 光信號先后經(jīng)第一光環(huán)形器7和第二光環(huán)形器7-1輸出至第一光收端機(jī)9。 本實施方式是基于下述原理實現(xiàn)的，具體為可調(diào)節(jié)信號源A經(jīng)第一發(fā)射機(jī)B — 方面輸入至信號顯示與處理裝置G中，另一方面先后輸入至一一光環(huán)形器D，傳輸光纖F和 二二光環(huán)形器E中，經(jīng)二二光環(huán)形器E輸出的信號經(jīng)第一接收機(jī)B-l輸入至信號顯示與處 理裝置G ;同時，可調(diào)節(jié)信號源A經(jīng)第二發(fā)射機(jī)C 一方面輸入至信號顯示與處理裝置G中， 另 一方面先后輸入至二二光環(huán)形器E，傳輸光纖F和一一光環(huán)形器D中，經(jīng)一一光環(huán)形器D 輸出的信號經(jīng)第二接收機(jī)C-l輸入至信號顯示與處理裝置G 本實施方式中所述第二光發(fā)端機(jī)6-1的型號亦為HFBR-1414T型光纖收發(fā)器，所述 第二光收端機(jī)9-1的型號亦為HFBR-2416T型光纖收發(fā)器。 本實施方式的雙工通信系統(tǒng)與具體實施方式
一中所述的單工通信系統(tǒng)相比，信號 傳輸效率更高。
權(quán)利要求一種可與計算機(jī)通信的自發(fā)式實驗用光纖通信系統(tǒng)，其特征在于它包括微型計算機(jī)(1)、可編程器件CPLD(2)、函數(shù)發(fā)生模塊(3-1)、模擬信號處理模塊(3-2)、數(shù)字信號處理模塊(3-3)、第一接口電路(4)、發(fā)端機(jī)(5)、第一光環(huán)形器(7)、光纖(8)、第二光環(huán)形器(7-1)、收端機(jī)(10)、第二接口電路(11)，所述第一接口電路(4)包括第一數(shù)字接口電路(4-1)、第一單刀雙擲開關(guān)(4-2)和第一模擬接口電路(4-3)，所述發(fā)端機(jī)(5)包括第一光發(fā)端機(jī)(6)，所述收端機(jī)(10)包括第一光收端機(jī)(9)，所述第二接口電路(11)包括第二數(shù)字接口電路(11-1)、第二單刀雙擲開關(guān)(11-2)和第二模擬接口電路(11-3)，可編程器件CPLD(2)的兩個數(shù)字信號輸出端分別與微型計算機(jī)(1)的一個信號輸入端和第一數(shù)字接口電路(4-1)的信號輸入端連接，函數(shù)發(fā)生模塊(3-1)的兩個模擬信號輸出端分別與微型計算機(jī)(1)的一個信號輸入端和第一模擬接口電路(4-3)的信號輸入端連接，第一單刀雙擲開關(guān)(4-2)的兩個輸入端分別與第一數(shù)字接口電路(4-1)的信號輸出端和第一模擬接口電路(4-3)的信號輸出端連接，所述第一單刀雙擲開關(guān)(4-2)的輸出端與第一光發(fā)端機(jī)(6)的信號輸入端連接，第一光發(fā)端機(jī)(6)的信號輸出端與第一光環(huán)形器(7)的第一信號輸入端(a)連接，第一光環(huán)形器(7)的第一雙向信號傳輸端(b)與光纖(8)的一個信號端連接，光纖(8)的另一個信號端與第二光環(huán)形器(7-1)的第二雙向信號傳輸端(e)連接，第二光環(huán)形器(7-1)的第一信號輸出端(f)與第一光收端機(jī)(9)的信號輸入端連接，第一光收端機(jī)(9)的信號輸出端與第二單刀雙擲開關(guān)(11-2)的輸入端連接，所述第二單刀雙擲開關(guān)(11-2)的兩個輸出端分別與第二數(shù)字接口電路(11-1)的信號輸入端和第二模擬接口電路(11-3)的信號輸入端連接，第二數(shù)字接口電路(11-1)的信號輸出端與數(shù)字信號處理模塊(3-3)的信號輸入端連接，第二模擬接口電路(11-3)的信號輸出端與模擬信號處理模塊(3-2)的信號輸入端連接，模擬信號處理模塊(3-2)的信號輸出端和數(shù)字信號處理模塊(3-3)的信號輸出端分別與微型計算機(jī)(1)的另外兩個信號輸入端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可與計算機(jī)通信的自發(fā)式實驗用光纖通信系統(tǒng)，其特征 在于它增加了第二光發(fā)端機(jī)(6-1)和第二光收端機(jī)(9-1)，所述第二光發(fā)端機(jī)(6-1)的信號 輸入端與第一單刀雙擲開關(guān)(4-2)的輸出端連接，第二光發(fā)端機(jī)(6-1)的信號輸出端與第 二光環(huán)形器(7-1)的第二信號輸入端(d)連接，所述第二光收端機(jī)(9-1)的信號輸入端與 第一光環(huán)形器(7)的第二信號輸出端(c)連接，第二光收端機(jī)(9-1)的信號輸出端與第二 單刀雙擲開關(guān)(11-2)的輸入端連接。
專利摘要一種可與計算機(jī)通信的自發(fā)式實驗用光纖通信系統(tǒng)，它涉及光纖通信領(lǐng)域。本實用新型解決了現(xiàn)有實驗用光纖通信系統(tǒng)外加函數(shù)發(fā)生器帶來的實驗成本的浪費和不能滿足與計算機(jī)通信并對信號處理困難的問題。本實用新型包括微型計算機(jī)(1)、可編程器件CPLD(2)、函數(shù)發(fā)生模塊(3-1)、模擬信號處理模塊(3-2)、數(shù)字信號處理模塊(3-3)、第一接口電路(4)、發(fā)端機(jī)(5)、第一光環(huán)形器(7)、光纖(8)、第二光環(huán)形器(7-1)、收端機(jī)(10)、第二接口電路(11)。本實用新型是一種實驗用光纖通信系統(tǒng)，適用于實驗者學(xué)習(xí)單片機(jī)的應(yīng)用知識。
文檔編號H04B10/12GK201515370SQ200920314449
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者丁永朋, 劉廣樸, 姬廣舉, 沈濤, 王寧, 田曉華, 董偉吉, 陳驍, 黃金哲 申請人:哈爾濱理工大學(xué)