一种多通道光纤放大器

技术领域

本发明涉及光纤放大器的结构技术领域，尤其涉及一种多通道光纤放大器。

背景技术

光纤放大器，主要用于工业距离检测的应用,随着工业生产流水线对传感器的广泛应用，传感器的高度集成化及小型化问题就显得尤为突出。传统的光纤放大器一般只有一个测试通道，只能测量一个待测物体。当多个工位或多个待测物需要测量时，就需要多个光纤放大器来提供信号，才能完成工位或多个待测物的测量，因此成本高，也操作不方便，实用性差，急需改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种可同时检测四个被测物，具有多个通道的光纤放大器，提高了传统光纤放大器的集成度，降低了使用成本。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多通道光纤放大器，所述多通道光纤放大器包括信号发生端和信号接收端；所述信号发生端包括：处理器和多个恒流驱动器，每个恒流驱动器分别对应连接一个发光管，所述处理器产生多个发射脉冲信号；所述多个发射脉冲信号与多个恒流驱动器一一对应；发射脉冲信号驱动所对应的恒流驱动器工作，从而驱动对应的发光管产生发射光；

所述信号接收端包括：单刀多掷开关，所述单刀多掷开关包括前端和后端，前端连接有多个收光器，所述多个收光器分别接收来自多个发光管产生的发射光；一个发射脉冲信号对应一个恒流驱动器，产生发射光，并对应一个收光器，接被收，形成一个通道，即所述多通道光纤放大器包括多个采集通道；发射光经过待测物体后，被对应的收光器接收，即所述收光器接收了发射脉冲信号；

所述处理器分时产生多个发射脉冲信号，依次驱动发光管产生发射光，并被所述多个收光器依次接收；

所述单刀多掷开关连接有第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和第二控制信号共同控制所述单刀多掷开关接通所述多个收光器中的一个；所述第一控制信号和第二控制信号控制所述单刀多掷开关分时依次接通多个收光器；

所述单刀多掷开关的后端依次串联连接第一级放大电路P1、第二级放大电路和门电路，所述门电路与处理器连接。

因此，本发明的多通道光纤放大器，其处理器可分时依次产生多个发射脉冲信号；所述多个发射脉冲信号与多个恒流驱动器一一对应；驱动对应的发光管产生发射光；多通道光纤放大器设有单刀多掷开关，前端连接有多个收光器，接收来自多个发光管产生的发射光；然后依次接收脉冲信号，并经过两级放大电路和门电路处理后，进入处理机采集处理。

因此，本发明中，在信号发生端，处理器X分时依次产生多个发射脉冲信号，在信号接收端，通过两个控制信号的组合控制，使单刀多掷开关依次选择导通与发射脉冲信号对应的收光器，使得单刀多掷开关在前端可依次打开多个通道，后端共用后续放大处理电路，在发射端和接收端，均进行分时序工作，可实现在一个光纤放大器内进行多个信号的采集，节省成本，增强功能，实用性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的多通道光纤放大器的信号发生端的结构示意图；

图2是本发明的多通道光纤放大器的发射脉冲信号的时序示意图；

图3是本发明的多通道光纤放大器的信号接收端的结构示意图；

图4是本发明的多通道光纤放大器的多个发射脉冲信号、门脉冲信号和采集通道的时序示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，为本发明的多通道光纤放大器的信号发生端的结构示意图；如图2所示，为本发明的多通道光纤放大器的发射脉冲信号的时序示意图；如图3所示，为本发明的多通道光纤放大器的信号接收端的结构示意图；本发明的多通道光纤放大器，包括信号发生端和信号接收端；所述信号发生端包括：处理器X和多个恒流驱动器，每个恒流驱动器分别对应连接一个发光管，所述处理器X产生多个发射脉冲信号；所述多个发射脉冲信号与多个恒流驱动器一一对应；发射脉冲信号驱动所对应的恒流驱动器工作，从而驱动对应的发光管产生发射光；

所述信号接收端包括：单刀多掷开关，所述单刀多掷开关包括前端和后端，前端连接有多个收光器，所述多个收光器分别接收来自多个发光管产生的发射光；一个发射脉冲信号对应一个恒流驱动器，产生发射光，并对应一个收光器，接被收，形成一个通道，即所述多通道光纤放大器包括多个采集通道；发射光经过待测物体后，被对应的收光器接收，即所述收光器接收了发射脉冲信号。

本发明中，所述处理器X分时产生多个发射脉冲信号，依次驱动发光管产生发射光，并被所述多个收光器依次接收；所述单刀多掷开关连接有第一控制信号A1和第二控制信号A2，所述第一控制信号A1和第二控制信号A2共同控制所述单刀多掷开关接通所述多个收光器中的一个；所述第一控制信号A1和第二控制信号A2控制所述单刀多掷开关分时依次接通多个收光器；

所述单刀多掷开关的后端依次串联连接第一级放大电路P1、第二级放大电路P2和门电路P3，所述门电路P3与处理器连接。

作为优选的实施方式，本发明中，所述多通道光纤放大器为四通道光纤放大器，所述多个恒流驱动器分别为第一恒流驱动器C1、第二恒流驱动器C2、第三恒流驱动器C3和第四恒流驱动器C4；所述四个恒流驱动器分别对应连接四个发光管；所述处理器X产生四个发射脉冲信号，分别为第一发射脉冲信号B1、第二发射脉冲信号B2、第三发射脉冲信号B3和第四发射脉冲信号B4；所述四个发射脉冲信号分别对应四个恒流驱动器和四个发光管，分别发射第一发射光G1、第二发射光G2、第三发射光G3和第四发射光G4；所述单刀多掷开关为单刀四掷开关SP4T，前端连接第一收光器S1、第二收光器S2、第三收光器S3和第四收光器S4。所述单刀四掷开关SP4T还连接有使能端EN，所述第一控制信号A1和第二控制信号A2为0和1的电平信号，通过第一控制信号A1和第二控制信号A2和电平信号组合，控制所述单刀四掷开关SP4T依次接通第一收光器S1、第二收光器S2、第三收光器S3和第四收光器S4。

本发明中，所述第二级放大电路P2采用可变增益放大器，包括单刀双掷开关SPDT，所述单刀双掷开关SPDT包括活动端，所述活动端连接电阻R1和电阻R2；单刀双掷开关SPDT的另一端与门电路P3连接；所述电阻R1和电阻R2均与第一级放大电路连接；所述单刀双掷开关SPDT还连接有第三控制信号A3，所述第三控制信号A3控制所述单刀双掷开关SPDT接通所述电阻R1和电阻R2中的其中一个，示例性的，所述电阻R1和电阻R2的阻值为1K至100K之间。

如图4所示，为本发明的多通道光纤放大器的多个发射脉冲信号、门脉冲信号和采集通道的时序示意图；所述门电路P3连接门脉冲信号A4,所述发射脉冲信号进入门电路P3后，所述门脉冲信号A4驱动所述门电路P3对所述发射脉冲信号进行处理，被处理后进入处理器X进行采集处理。所述门脉冲信号A4比所述发射脉冲信号的脉宽大1-5us。因此，本发明中，基本工作原理：

所述处理器X产生第一脉冲信号B1后，驱动第一恒流驱动器C1工作，从而驱动与第一恒流驱动器C连接的发光管发射第一发射光G1；

所述第一控制信号A1和第二控制信号A2的电平信号组合，驱动所述单刀四掷开关SP4T接通第一收光器S1，所述第一收光器S1即接收第一发射光G1，所述第一发射脉冲信号B1进入第一级放大电路、第二级放大电路和门电路后，再进入处理器X进行处理，形成一个采集通道，完成一个信号采集；然后所述处理器X产生第二脉冲信号B2后，驱动第二恒流驱动器C2工作，从而驱动与第二恒流驱动器C2连接的发光管发射第二发射光G2；所述第一控制信号A1和第二控制信号A2的电平信号组合，驱动所述单刀四掷开关SP4T接通第二收光器S2，所述第一收光器S2即接收第二发射光G2，所述第二发射脉冲信号B2进入第一级放大电路、第二级放大电路和门电路后，再进入处理器X进行处理，形成一个采集通道，完成一个信号采集；然后依次产生第三脉冲信号B3和第三脉冲信号B4，重复上述过程，形成一个采集循环周期；所述循环周期的周期时长小于所述多通道光纤放大器的系统工作频率下的周期时长。因此，多个发射脉冲信号，依次经过两级放大器进行放大滤波，经过放大的信号进入处理器进行AD采用处理并显示，示例性的，处理器X分时产生的多个发射脉冲信号中，相邻的两个发射脉冲信号之间的间隔时间大于2us。

作为一种优选的实施方案，所述多通道光纤放大器的系统工作频率下的一个周期内，采集四个通道的回波电压值，所述多通道光纤放大器中设置每个通道的接收阈值区间，当相应通道采集的回波电压超过接收阈值区间，所述多通道光纤放大器进行报警响应提示。

因此，本发明中，在信号发生端，处理器X分时依次产生多个发射脉冲信号，在信号接收端，通过两个控制信号的组合控制，使单刀多掷开关依次选择导通与发射脉冲信号对应的收光器，使得单刀多掷开关在前端可依次打开多个通道，后端共用后续放大处理电路，在发射端和接收端，均进行分时序工作，可实现在一个光纤放大器内进行多个信号的采集，节省成本，增强功能，实用性强。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。