CN113253540B - 一种光纤通信用数模转化器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤通信技术领域，且公开了一种光纤通信用数模转化器，包括壳体，所述壳体的左侧内壁固定连接有激光器，所述激光器的右侧且沿壳体的竖直方向固定连接有偏振片，所述偏振片的右侧设有铁芯，所述铁芯的外侧缠绕有线圈，所述铁芯的右侧固定连接有检偏板，所述检偏板的右侧设有永磁体，所述永磁体的右侧固定连接有转动箱。本发明通过氦氖激光器发生出的激光光束进铁芯内部发生偏转，进而带动永磁体发生偏转，最终实现转动箱的周期转动，同时通过限位块、压电块之间的配合设置实现了将线圈内的交流电信号转化为离散数字信号，达到有效减少负载效应的效果，解决了现有技术因通带恒流工作时因负载效应导致的离散数字信号精确度差的问题。

Description

一种光纤通信用数模转化器

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，具体为一种光纤通信用数模转化器。

背景技术

随着世界范围内光纤通信网络的迅速普及，小型化、高灵敏度、低损耗的通信设备将成为我们前进的主要方向，其稳定性、高效性也也必将是我们研究的主要方向之一，光晶体材料的应用给我们带来的财富是巨大的，至今为止随着晶体的研究与发展，晶体材料逐步使得生活产生质的飞跃，并且在未来的应用范围更加广泛，有着十分重大的战略意义。

数模转化器是通信领域中的一种通过将连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件，其工作原理是模拟电子开关、运算放大器和基准电压源实现将持续曲线波形图转化为数字离散信号，在转化过程中往往存在如下技术缺陷：由于高通滤波的通带源处于恒流工作状态时产生负载效应(即输入电压负载发生变化时，输出的电流由于存在微小变化)这就使得高通滤波在实现编码过程中存在较大的离散转化误差，固要实现增强信号传输过程中的离散数字信号的精确度，在转化过程中的负载效应的消除方法是当下通信领域的一大难题。

发明内容

针对背景技术中提出的现有数模转化器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种光纤通信用数模转化器，具备有效消除负载效应，显著增强离散数字信号的精确性的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种光纤通信用数模转化器，包括壳体，所述壳体的左侧内壁固定连接有激光器，所述激光器的右侧且沿壳体的竖直方向固定连接有偏振片，所述偏振片的右侧设有铁芯，所述铁芯的外侧缠绕有线圈，所述铁芯的右侧固定连接有检偏板，所述检偏板的右侧设有永磁体，所述永磁体的右侧固定连接有转动箱，所述转动箱的侧壁对称开设有两个限位孔，所述转动箱的上端滑动连接有限位块，所述限位块的另一端固定连接有弹簧，所述弹簧的外侧滑动连接有套筒，所述弹簧的顶端固定连接有压电块。

优选的，两个所述限位孔的直径值均大于限位块的直径值。

优选的，所述检偏板的内部设有磁光晶石，所述磁光晶石设置为圆形，且直径小于检偏板的宽度值。

优选的，两个所述限位孔之间的距离的弧长长度值等于转动箱周长的四分之一。

优选的，所述铁芯设置为圆形，且其侧面圆心开设有通道，所述激光器光路路径中心与偏振片的中心、铁芯的圆心均处于同一轴向直线上。

本发明具备以下有益效果：

本发明通过氦氖激光器发生出的激光光束进铁芯内部发生偏转，根据偏转角度的变化实现磁光晶石内部的磁畴发生重组，进而带动永磁体发生偏转，最终实现转动箱的周期转动，同时通过弹簧、限位块、限位孔、压电块之间的配合设置实现了将线圈内的交流电信号转化为离散数字信号，达到有效减少负载效应的效果，解决了现有技术因通带恒流工作时因负载效应导致的离散数字信号精确度差的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明内部立体结构示意图；

图3为本发明检偏板侧视结构示意图；

图4为t0时刻转动箱的转动状态结构示意图；

图5为t1时刻转动箱的转动状态结构示意图；

图6为t2时刻转动箱的转动状态结构示意图；

图7为t3时刻转动箱的转动状态结构示意图；

图8为线圈负载交流电压的曲线图；

图9为压电块的电压方波波形图。

图中：1、壳体；2、激光器；3、偏振片；4、铁芯；5、线圈；6、检偏板；61、磁光晶石；7、永磁体；8、转动箱；9、限位孔；10、套筒；101、限位块；102、弹簧；103、压电块。

具体实施方式

下面将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。

请参阅图1-9，一种光纤通信用数模转化器，包括壳体1，壳体1的左侧内壁固定连接有激光器2，激光器2的右侧且沿壳体1的竖直方向固定连接有偏振片3，偏振片3的右侧设有铁芯4，铁芯4的外侧缠绕有线圈5，铁芯4的右侧固定连接有检偏板6，检偏板6的右侧设有永磁体7，永磁体7的右侧固定连接有转动箱8，转动箱8的侧壁对称开设有两个限位孔9，转动箱8的上端滑动连接有限位块101，限位块101的另一端固定连接有弹簧102，弹簧102的外侧滑动连接有套筒10，弹簧102的顶端固定连接有压电块103，激光光束依次穿过偏振片3、铁芯4的中心，最终射在检偏板6上，在光束传播过程中，由于铁芯4上缠绕的线圈5流进交流电压，使得铁芯内部存在交变磁场，根据右手螺旋定则，其磁感线方向与激光光束方向平行，根据法拉第效应，检偏板6上的偏振光会发生翻转，具体的翻转规律取决于外加交流电压的频率，在此处，参照图3，偏振光在磁光晶石61表面往复偏转，偏转角最大值与交流电压的峰值保持一致，当达到最大偏转角度后，偏振光又反向偏转，直至偏转至下一交流电压的峰值，对应的反向最大偏转角度，两个限位孔9的直径值均大于限位块101的直径值。确保转动箱8在转动过程中两个限位孔9实现对限位块101限位确保压电电信号的发生，检偏板6的内部设有磁光晶石61，磁光晶石61设置为圆形，且直径小于检偏板6的宽度值。偏振光光束作用在磁光晶石61表面使得晶石内部受光照区域的磁畴发生重组，使得受光照区域产生磁性用于带动永磁体7转动。两个限位孔9之间的距离的弧长长度值等于转动箱8周长的四分之一，确保法拉第偏转的过程中偏振光光束始终落在两个限位孔之间的弧长区域。铁芯4设置为圆形，且其侧面圆心开设有通道，激光器2光路路径中心与偏振片3的中心、铁芯4的圆心均处于同一轴向直线上。确保光路传播的路径一致，保证偏转角度只受磁场强度影响。

本发明的使用方法(工作原理)如下：

使用时首先接通线圈5上负载交流电压，接着开启激光器2，激光光束依次穿过偏振片3、铁芯4的中心，最终射在检偏板6上，在光束传播过程中，由于铁芯4上缠绕的线圈5流进交流电压，使得铁芯内部存在交变磁场，根据右手螺旋定则，其磁感线方向与激光光束方向平行，根据法拉第效应，检偏板6上的偏振光会发生翻转，具体的翻转规律取决于外加交流电压的频率，在此处，参照图3，偏振光在磁光晶石61表面往复偏转，偏转角最大值与交流电压的峰值保持一致，当达到最大偏转角度后，偏振光又反向偏转，直至偏转至下一交流电压的峰值，对应的反向最大偏转角度，至此，随交流电的持续接通，偏振光在检偏板6上发生往复偏转，与此同时，偏振光光束作用在磁光晶石61表面使得晶石内部受光照区域的磁畴发生重组，使得受偏振的光发生沿直线方向且以转动箱8中心发生周期性磁化，产生的磁力吸附永磁铁7，带动永磁体7与转动箱8发生运动，其运动规律与偏振光的偏转保持一致，现对一个波形周期(0～t4)内的偏转规律进行具体描述：开始时(t0时刻)，限位块位于转动箱8的顶部(如图4)此时，上端限位块101挤压弹簧102使得弹簧102压缩，此时压电块103受到压力信号，当转动箱8沿逆时针方向转动直至限位块101滑动至右侧限位块9时(图5，此时为最大法拉第偏角)，上端压电块103接收不到压力信号，此时对应为交流电压的峰值(此时为正，对应图9的t1时刻)而压电块103上接收到的电源信号为0，接着转动箱8反向转动，到运行至图6时(t1～t2)，此时对应t2时刻，偏转角度为0，这段时间内的压电信号均为负值，接着转动至图7，此时对应t3即反向峰值对应方向最大法拉第偏角，此时压电电信号为0，在t2～t3时间内，电信号为正值，随着偏转的持续进行，有恢复至图4状态，如此往复，最终实现将交流电的曲线波形图转化为离散方波图，有效降低传输过程中的负载效应，且将最终压电块检测的电信号进行编码记录，有效增强数模转化过程中的数字信号的精确度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种光纤通信用数模转化器，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）的左侧内壁固定连接有激光器（2），所述激光器（2）的右侧且沿壳体（1）的竖直方向固定连接有偏振片（3），所述偏振片（3）的右侧设有铁芯（4），所述铁芯（4）的外侧缠绕有线圈（5），所述铁芯（4）的右侧固定连接有检偏板（6），所述检偏板（6）的右侧设有永磁体（7），所述永磁体（7）的右侧固定连接有转动箱（8），所述转动箱（8）的侧壁对称开设有两个限位孔（9），所述转动箱（8）的上端滑动连接有限位块（101），所述限位块（101）的另一端固定连接有弹簧（102），所述弹簧（102）的外侧滑动连接有套筒（10），所述弹簧（102）的顶端固定连接有压电块（103），激光器（2）发生出的激光光束进铁芯（4）内部发生偏转，根据偏转角度的变化实现磁光晶石（61）内部的磁畴发生重组，进而带动永磁体（7）发生偏转，最终实现转动箱（8）的周期转动，同时通过弹簧（102）、限位块（101）、限位孔（9）、压电块（103）之间的配合设置实现了将线圈（5）内的交流电信号转化为离散数字信号，所述检偏板（6）的内部设有磁光晶石（61），作用在磁光晶石（61）表面的偏振光光束使得晶石内部受光照区域的磁畴发生重组，使得受偏振的光发生沿直线方向且以转动箱（8）中心发生周期性磁化，产生的磁力吸附永磁体（7），带动永磁体（7）与转动箱（8）发生运动。

2.根据权利要求1所述的一种光纤通信用数模转化器，其特征在于：两个所述限位孔（9）的直径值均大于限位块（101）的直径值。

3.根据权利要求1所述的一种光纤通信用数模转化器，其特征在于：两个所述限位孔（9）之间的距离的弧长长度值等于转动箱（8）周长的四分之一。

4.根据权利要求1所述的一种光纤通信用数模转化器，其特征在于：所述铁芯（4）设置为圆形，且其侧面圆心开设有通道，所述激光器（2）光路路径中心与偏振片（3）的中心、铁芯（4）的圆心均处于同一轴向直线上。

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