CN115276805B - 激光传输电路、激光传输组件和电子测量仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光传输电路、激光传输组件和电子测量仪器，其中，激光传输电路包括：模拟发射单元，模拟发射单元的输入端用于接入激光传输电路的输入模拟信号，并用于发射与输入模拟信号对应的模拟激光信号；数字发射单元，数字发射单元的输入端用于接入激光传输电路的输入模拟信号，并发射与输入模拟信号中低频分量对应的数字信号；以及，接收单元，接收单元用于接收模拟发射单元输出的模拟激光信号，以及接收数字发射单元输出的数字信号，并用于分别对应生成模拟电信号和数字电信号；接收单元还用于根据生成的数字电信号，校正生成的模拟电信号，并将校正后的模拟电信号输出。本发明可消除激光信号在传输中对模拟信号造成的误差。

Description

激光传输电路、激光传输组件和电子测量仪器

技术领域

本发明涉及激光信号传输技术领域，特别涉及一种激光传输电路、激光传输组件和电子测量仪器。

背景技术

目前，激光信号传输通常采用激光二极管来实现，但由于激光信号的传输极易受环境因素或者器件工况因素影响而不稳定，从而导致激光信号在传输过程中对模拟信号造成的误差较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种激光传输电路，旨在解决激光信号在传输中对模拟信号造成误差的问题。

为实现上述目的，本发明提出的激光传输电路，所述激光传输电路包括：

模拟发射单元，所述模拟发射单元的输入端用于接入所述激光传输电路的输入模拟信号，并用于发射与所述输入模拟信号对应的模拟激光信号；

数字发射单元，所述数字发射单元的输入端用于接入所述激光传输电路的输入模拟信号，并发射与所述输入模拟信号中低频分量对应的数字信号；以及，

接收单元，所述接收单元用于接收所述模拟发射单元输出的所述模拟激光信号，以及接收所述数字发射单元输出的所述数字信号，并用于分别对应生成模拟电信号和数字电信号；

所述接收单元还用于根据生成的所述数字电信号，校正生成的所述模拟电信号，并将校正后的所述模拟电信号输出。

可选地，所述模拟发射单元包括：

驱动模块，所述驱动模块的输入端与所述模拟发射单元的输入端连接；

激光发射模块，所述激光发射模块的第一端与所述驱动模块的输出端连接，所述激光发射模块的第二端用于接入第一预设电压；或者，所述激光发射模块的第一端与所述驱动模块的正输出端连接，所述激光发射模块的第二端与所述驱动模块的负输出端连接，以接入所述驱动模块输出的差分信号。

可选地，所述激光发射模块包括激光发射管和第一电阻；

所述第一电阻的一端与所述激光发射模块的第一端连接，所述第一电阻的另一端经所述激光发射管与所述激光发射模块的第二端连接；

或者，所述激光发射管的第一端与所述激光发射模块的第一端连接，所述激光发射管的另一端经所述第一电阻与所述激光发射模块的第二端连接。

可选地，当所述激光发射管的第一端与所述激光发射模块的第一端连接，所述激光发射管的另一端经所述第一电阻与所述激光发射模块的第二端连接时，所述激光发射管与所述第一电阻之间的连接点为F端；所述驱动模块包括第一放大电路，所述第一放大电路具有同相输入端和反相输入端；

所述输入模拟信号为单端信号，所述第一放大电路的同相输入端或者反相输入端经第三电阻接入所述输入模拟信号，所述第一放大电路的第二输入端还经第四电阻与所述第一放大电路的输出端或者所述F端连接；

或者，所述输入模拟信号为差分信号，所述第一放大电路的同相输入端和反相输入端分别经第五电阻和第六电阻接入所述输入模拟信号，所述同相输入端经第七电阻接入参考电压。

可选地，所述数字发射单元包括第一低通滤波单元、第一主控单元以及数字发射模块，所述第一低通滤波单元的输入端为所述数字发射单元的输入端，所述第一低通滤波单元的输出端经所述第一主控单元与所述数字发射模块的受控端连接。

可选地，所述第一主控单元包括第一主控制器和第一模数转换模块，所述第一低通滤波单元经所述第一主控制器和所述第一模数转换模块与所述数字发射模块的受控端连接。

可选地，所述接收单元包括：

模拟接收单元，用于接收所述模拟激光信号，并输出所述模拟电信号；

数字接收单元，用于接收所述数字信号，并输出所述数字电信号；以及，

信号处理单元，所述信号处理单元的第一输入端和第二输入端分别与所述模拟接收单元的输出端和所述数字接收单元的输出端连接，所述信号处理单元用于将接入的所述模拟电信号和所述数字电信号进行信号处理后，输出低频校正信号至所述模拟接收单元的反馈端；

所述模拟接收单元还用于根据接收到的所述低频校正信号，校正低频工作点，并输出与校正后的低频工作点对应的模拟电信号。

可选地，所述模拟接收单元包括：激光接收管、第二电阻和第二放大电路；

所述激光接收管的第一极用于接入第二预设电压，所述激光接收管的第二极与所述第二放大电路的第一输入端连接，所述激光接收管的第二极还经所述第二电阻接入第三预设电压，所述第二放大电路的第二输入端为所述模拟接收单元的反馈端，所述第二放大电路的输出端为所述模拟接收单元的输出端；

或者，所述激光接收管的第一极用于接入第四预设电压，所述激光接收管的第二极与所述第二放大电路的第二输入端连接，所述激光接收管的第二极还经所述第二电阻与所述第二放大电路的输出端连接，所述第二放大电路的第一输入端为所述模拟接收单元的反馈端，所述第二放大电路的输出端为所述模拟接收单元的输出端。

可选地，所述信号处理单元包括：第二低通滤波单元、第二主控单元和比较电路；

所述第二低通滤波单元的输入端为所述信号处理单元的第一输入端，所述第二低通滤波单元的输出端与所述比较电路的第一输入端连接，所述第二主控单元的输入端为所述信号处理单元的第二输入端，所述第二主控单元的输出端与所述比较电路的第二输入端连接，所述比较电路的输出端与所述模拟接收单元的反馈端连接。

可选地，所述比较电路包括第三放大电路，所述第三放大电路的同相输入端为所述比较电路的第一输入端，所述第三放大电路的第二输入端为所述比较电路的第二输入端；或者，所述第三放大电路的第二输入端为所述比较电路的第一输入端，所述第三放大电路的同相输入端为所述第三放大电路的第二输入端；

所述信号处理单元还包括电容电路，所述电容电路连接于所述比较电路的第一输入端和输出端之间。

可选地，所述信号处理单元包括：

第三低通滤波单元，所述比较电路的输出端经所述第三低通滤波单元与所述模拟接收单元的反馈端连接。

可选地，所述第二主控单元包括：

第二主控制器和第一数模转换模块，所述第二主控制器的输入端为所述第二主控单元的输入端，所述第二主控制器的输出端与所述第一数模转换模块的输入端连接，所述第一数模转换模块的输出端为所述第二主控单元的输出端。

可选地，所述信号处理单元包括：第四低通滤波单元和第三主控单元；

所述第四低通滤波单元的输入端为所述信号处理单元的第一输入端，所述第四低通滤波单元的输出端与所述第三主控单元的第一输入端连接，所述第三主控单元的第二输入端为所述信号处理单元的第二输入端，所述第三主控单元的输出端为所述信号处理单元的输出端。

可选地，所述第三主控单元包括：

第二模数转换模块、第三主控制器和第二数模转换模块，所述第三主控制器与所述数字接收单元的输出端连接，所述第三主控制器还经所述第二模数转换模块与所述第四低通滤波单元的输出端连接，所述第三主控制器还经所述第二数模转换模块与所述模拟接收单元的反馈端连接。

可选地，所述数字发射模块为激光发射器，所述数字接收单元为激光接收器；

或者，所述数字发射模块为无线发射电路，所述数字接收单元为无线接收单元；

或者，所述数字发射模块为光耦单元，所述数字接收单元为主控制器；

或者，所述数字发射模块为主控制器，所述数字接收单元为光耦单元。

本发明还提出一种激光传输组件，所述激光传输组件包括如上述的激光传输电路。

本发明还提出一种电子测量仪器，所述电子测量仪器包括如上述的激光传输电路；

或者，包括如权上述的激光传输组件。

可选地，所述电子测量仪器为示波器。

本发明技术方案通过采用模拟发射单元、数字发射单元以及接收单元，其中，模拟发射单元可发射与输入模拟信号对应的模拟激光信号至接收单元；数字发射单元可发射与输入模拟信号中低频分量对应的数字信号至接收单元；接收单元可根据接收到的数字信号和模拟激光信号，对应生成数字电信号和模拟电信号，并可根据生成的数字电信号，校正生成的模拟电信号，并将校正后的模拟电信号输出。本发明技术方案使得模拟电信号中的异常低频分量实时可被校正至未受激光二极管和传输环境影响的标准低频分量，而中频分量和高频分量本身即未受影响，因而校正后的模拟电信号可视为在激光传输过程中未受到激光二极管和传输环境影响，并可作为激光传输电路的输出信号输出，从而实现模拟信号的线性激光传输，进而解决了激光信号在传输中对模拟信号造成误差的问题。此外，本发明技术方案还使得示波器此类电子测量仪器可采用激光传输模拟信号的方案，克服了电子测量行业采用激光传输模拟信号的难点，提高了模拟信号传输的多样性，且还有利于提高电子测量仪器对于模拟信号的显示精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明激光传输电路一实施例的模块结构示意图；

图2为本发明激光传输电路一实施例中模拟发射单元的模块示意图；

图3为本发明激光传输电路一实施例中模拟发射单元的电路示意图；

图4为本发明激光传输电路一实施例中驱动模块的电路示意图；

图5为本发明激光传输电路另一实施例的模块示意图；

图6为本发明激光传输电路一实施例中模拟接收单元的4种电路结构示意图；

图7为本发明激光传输电路一实施例中信号处理单元的模块结构示意图；

图8为本发明激光传输电路另一实施例中信号处理单元的模块结构示意图；

图9为本发明激光传输电路又一实施例中信号处理单元的模块结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	模拟发射单元	D1	激光发射管
11	驱动模块	D2	激光接收管
				12	激光发射模块	R1	第一电阻
20	数字发射单元	R2	第二电阻
				21	第一低通滤波单元	C	电容
22	第一主控单元	A1	第一运算放大器
				22A	第一模数转换模块	A2	第二运算放大器
22B	第一主控制器	A3	第三运算放大器
				23	数字发射模块	VCC1	第一预设供电电压
30	接收单元	Ref1	第一预设基准电压
				31	模拟接收单元	RER2	第二预设电压
32	数字接收单元	RER3	第三预设电压
				33	信号处理单元	RER4	第四预设电压
33A	第二低通滤波单元	33F	第三低通滤波单元
				33B	比较电路	33G	第四低通滤波单元
33C	第二主控制器	33H	第二模数转换模块
				33D	第一数模转换模块	33I	第三主控制器
33E	电容电路	33J	第二数模转换模块

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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作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。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种激光传输电路。

在激光信号的线性传输中，通常需要采用激光发射管D1和激光接收管D2两种激光二极管，其中激光发射管D1可根据接入的模拟电信号输出相应的激光形式的模拟信号，即模拟激光信号。在实际使用中发现，由于激光信号在传输过程中，容易受到激光二极管，尤其是激光发射管和传输环境的影响，从而使得根据模拟电信号中低频分量所输出模拟激光信号的存在误差，进而导致接收单元30中激光接收管D2还原得到的模拟电信号中的低频分量存在偏移量。如此，对于电子设备，尤其是示波器此类存在多个信号传输环节的电子测量设备而言，各信号传输环节中产生的低频分量的偏移量会依次叠加，最终导致得到的模拟电信号精度极低，而这也是正是当前电子测量行业无法采用激光信号传输模拟信号的难点所在。需要说明的是，激光发射管和激光接收管影响的来源可包括但不限于：工作温度和所应用仪器的抖动；传输环境的影响来源可包括但不限于：环境温度、环境光线、环境湿度、传输光纤抖动。

针对上述问题，参照图1，在本发明一实施例中，激光传输电路包括：

模拟发射单元10，模拟发射单元10的输入端用于接入激光传输电路的输入模拟信号，并用于发射与输入模拟信号对应的模拟激光信号；

数字发射单元20，数字发射单元20的输入端用于接入激光传输电路的输入模拟信号，并用发射与输入模拟信号中低频分量对应的数字信号；以及，

接收单元30，接收单元30用于接收模拟发射单元10输出的模拟激光信号，以及接收数字发射单元20输出的数字信号，并用于分别对应生成数字电信号和模拟电信号；

接收单元30还用于根据生成的数字电信号，校正生成的模拟电信号，并将校正后的模拟电信号输出。

本实施例中，模拟发射单元10的输入端可与激光传输电路的输入端连接，用以接入待传输的模拟电信号，即输入模拟信号，并可根据输入模拟信号输出激光形式的模拟信号，即模拟激光信号，以供接收单元30接收。需要说明的是，模拟发射单元10输出的模拟激光信号具有输入模拟信号的所有信号分量。

数字发射单元20的输入端可与激光传输电路的输入端连接，用以接入待传输的输入模拟信号，以及分离出其中的低频分量，并可根据分离出来的低频分量，发射相应形式的数字信号，以供接收单元30接收。需要说明的是，输入模拟信号具有低频分量、中频分量和高频分量三种信号分量。换而言之，数字发射单元20传输的数字信号具有输入模拟信号的低频分量。

接收单元30可通过激光接收管D2接收模拟激光信号，以及可通过无线接收单元、激光接收器、有线接收单元或者主控制器等数字接收单元32来接收相应形式的数字信号，并可将接收到的模拟激光信号和数字信号分别转换为电信号形式的模拟电信号和数字电信号后，利用数字电信号校正模拟电信号。需要说明的是，由于模拟电信号对应的为输入模拟信号的所有信号分量，数字电信号对应的为输入模拟信号的低频分量，且由于数字发射单元20发射相应形式的数字信号以及接收单元30将接收到的数字信号转换为数字电信号的工作过程不会受到激光二极管和传输环境的影响，因而数字电信号可表征为未受上述影响的标准低频分量。因此接收单元30可通过对模拟电信号和数字电信号进行信号处理来确定输入模拟信号中低频分量受影响后的低频偏移量，并可利用确定的低频偏移量校正模拟电信号中的低频分量。具体为，根据模拟电信号获取其中受影响后的异常低频分量，以及根据数字电信号获取相应的标准低频分量，并可将异常低频分量与标准低频分量进行比较处理来确定低频偏移量；接收单元还可将低频偏移量和模拟电信号中的异常低频分量进行相应的运算，直至模拟电信号中的异常低频分量可被校正至标准低频分量。

如此，循环往复，即可使得模拟电信号中的异常低频分量实时可被校正至未受激光二极管和传输环境影响的标准低频分量，而中频分量和高频分量本身即未受影响，因而校正后的模拟电信号可视为在激光传输过程中未受到激光二极管和传输环境影响，并可作为激光传输电路的输出信号(以下用“输出模拟信号”表示“激光传输电路的输出信号”)输出，从而实现模拟信号的线性激光传输，进而解决了激光信号在传输中对模拟信号造成误差的问题。此外，本发明技术方案还使得示波器此类电子测量仪器可采用激光传输模拟信号的方案，克服了电子测量行业采用激光传输模拟信号的难点，提高了模拟信号传输的多样性，且还有利于提高电子测量仪器对于模拟信号的显示精度。

参照图2，在本发明一实施例中，所述模拟发射单元10包括：

驱动模块11，所述驱动模块11的输入端与所述模拟发射单元10的输入端连接；

激光发射模块12，所述激光发射模块12的第一端与所述驱动模块11的输出端连接，所述激光发射模块12的第二端用于接入第一预设电压；或者，所述激光发射模块12的第一端与所述驱动模块11的正输出端连接，所述激光发射模块12的第二端与所述驱动模块11的负输出端连接，以接入所述驱动模块11输出的差分信号。

本实施例中，驱动模块11用于将输入模拟信号进行运算放大后输出至激光发射模块12，以驱动激光发射模块12发射模拟激光信号。在此提供两种驱动模块11对激光发射模块12的驱动方式：第一种驱动方式具体可参照图2(A)，驱动模块11输出单端信号(Vout)至激光发射模块12的第一端，以使激光发射模块12可根据两端分别接入的单端信号(Vout)和第一预设电压，发射相应的模拟激光信号；第二种驱动方式具体可参照图2中(B)，驱动模块11输出差分信号(Vout1和Vout2)至激光发射模块12的两端，以使激光发射模块12可根据两端接入的差分信号(Vout1和Vout2)，发射相应的模拟激光信号。

本实施例中，激光发射模块12包括激光发射管D1和第一电阻R1。当驱动模块11的输出信号为单端信号(Vout)时，第一预设电压可为第一预设供电电压VCC1或者第一预设基准电压Ref1，在此提供激光发射模块12两种构建方式。第一种激光发射模块12的构建方式可参照图3中的(A)和(B)，激光发射管D1的阳极和阴极二者中的一者可经第一电阻R1接入驱动模块11输出的单端信号(Vout)，阳极和阴极二者中的另一者接入第一预设电压；具体为：激光发射管D1的阳极经第一电阻R1接入单端信号(Vout)，阴极接入第一预设基准电压Ref1；或者，激光发射管D1的阴极经第一电阻R1接入单端信号(Vout)，阳极接入第一预设供电电压VCC1。第二种激光发射模块12的构建方式可参照图3中的(C)和(D)，激光发射管D1的阳极和阴极二者中的一者接入驱动模块11输出的单端信号(Vout)，阳极和阴极二者中的另一者可经第一电阻R1接入第一预设电压；具体为：激光发射管D1的阳极接入单端信号(Vout)，阴极可经第一电阻R1接入第一预设基准电压Ref1；或者，激光发射管D1的阴极经第一电阻R1接入单端信号，阳极可经第一电阻R1接入第一预设供电电压VCC1。

当驱动模块11的输出信号包括互为差分信号的第一输出信号(Vout1)和第二输出信号(Vout2)时，在此同样提供激光发射模块12两种构建方式。第一种激光发射模块12的构建方式可参照图3中的(E)，激光发射管D1的阴极接入第一输出信号(Vout1)，阳极经第一电阻R1接入第二输出信号(Vout2)；当然，还可以是激光发射管D1的阳极接入第一输出信号(Vout1)，阴极经第一电阻R1接入第二输出信号(Vout2)。第二种激光发射模块12的构建方式可参照图3中的(F)，激光发射管D1的阴极经第一电阻R1接入第一输出信号(Vout1)，阳极接入第二输出信号(Vout2)；当然，还可以是激光发射管D1的阳极经第一电阻R1接入第一输出信号(Vout1)，阴极接入第二输出信号(Vout2)。

进一步地，当所述激光发射管D1的第一端与所述激光发射模块12的第一端连接，且所述激光发射管D1的另一端经所述第一电阻R1与所述激光发射模块12的第二端连接时，所述激光发射管D1与所述第一电阻R1之间的连接点为F端；所述驱动模块11包括第一放大电路，所述第一放大电路具有同相输入端和反相输入端；

本实施例中，第一放大电路可采用运算放大器、运算放大芯片来实现，或者还可采用三极管、电阻器件等分立的电子器件构建的放大电路来实现，在此不做限定。在此以采用运算放大器(以下记为第一运算放大器A1)实现第一放大电路为例来详细解释驱动模块11的工作原理，第一运算放大器A1的同相输入端、反相输入端和输出端可分别为第一放大电路的同相输入端、反相输入端和输出端。

当输入模拟信号为单端信号(Vout)时，第一运算放大器A1的同相输入端或者反相输入端二者中的任意一者可经第三电阻R3接入单端信号的输入模拟信号，第三阻电阻R3的阻值不小于0Ω。当采用同相输入端接入输入模拟信号时，第三电阻R3的阻值可根据实际需要选取为0Ω或者大于0Ω，此时反相输入端可经第八电阻R8接入预设参考电压或者与地连接，具体参照图4中(C)；当采用反相输入端接入输入模拟信号时，第三电阻R3的阻值可根据实际需要从大于0Ω的范围中选取，且此时同相输入端可接入预设参考电压或者与地连接，具体参照图4中(D)。

第一运算放大器A1可将接入的输入模拟信号进行运算放大后，以单端信号或者差分信号的形式输出，具体可分别参照图4中的(A)和(B)。需要注意的是，当第一运算放大器A1输出的为差分信号，而接入的为单端信号的输入模拟信号时，第一运算放大器未接入输入模拟信号的同/反相输入端可接入预设参考电压或者接地。第一运算放大器A1的反相输入端可经第四电阻R4与第一运算放大器A1的输出端或者激光发射模块12中的F端连接，以接入第一运算放大器A1的输出信号或者F端的信号作为反馈信号来实现第一运算放大器A1的负反馈调节，有利于提高第一运算放大器A1输出信号与输入模拟信号的一致性。具体可参照图4中的(C)和(D)，其中，第四电阻的阻值不小于0Ω。F端的负反馈路径可参照图3中(C)、(D)中的点状虚线路径，第一运算放大器A1输出端的负反馈路径可参照图3中(A)、(B)、(C)、(D)中的实线路径。需要说明的是，当第激光发射管D1经第一电阻R1与第一运算放大器A1的输出端连接时，电路中无F端；当第三电阻R3和第四电阻R4的电阻值为0Ω时，可视为导线，因而图3中(A)和(B)中并未示出第三电阻R3和第四电阻R4。

当输入模拟信号为差分信号，第一运算放大器A1的同相输入端和反相输入端分别经第五电阻R5和第六电阻R6接入所述输入模拟信号，所述同相输入端经第七电阻R7接入预设参考电压RER0。此时输入模拟信号可包括互为差分信号的第一输入模拟信号(Vin1)和第二输入模拟信号(Vin2)，第一运算放大器A1可将接入的第一输入模拟信号(Vin1)和第二输入模拟信号(Vin2)进行运算放大后，以单端信号(Vout)或者差分信号(Vout1和Vout2)的形式输出，具体可分别参照图4中的(E)和(F)。需要注意的是，当第一运算放大器A1输出的为差分信号(Vout1和Vout2)时，第一运算放大器A1不存在负反馈路径。

参照图5，在本发明一实施例中，数字发射单元20包括第一低通滤波单元21、第一主控单元22以及数字发射模块23，第一低通滤波单元21的输入端为数字发射单元20的输入端，第一低通滤波单元21的输出端经第一主控单元22与数字发射模块23的受控端连接。

本实施例中，第一主控单元22可为自身具有模数转换功能的MCU、DSP、FPGA等微处理器或者主控芯片，在此不做限定。第一低通滤波单元21的输入端可为数字发射单元20的输入端，第一低通滤波单元21用于对激光传输电路接入的输入模拟信号进行低通滤波，并将输入模拟信号中的低频分量输出至第一主控单元22的模拟输入端，以经第一主控单元22转换为数字电信号的驱动信号后输出至数字发射模块23的受控端，以使数字发射模块23可根据接收到的驱动信号发射相应的数字信号，从而以实现数字信号的发射。其中，数字信号可为激光信号、电磁波信号、电信号或者光信号等。

可选地，第一主控单元22包括第一主控制器22B和第一模数转换模块22A，第一低通滤波单元21经第一模数转换模块22A和第一主控制器22B与数字发射模块23的受控端连接。

本实施例中，第一主控制器22B可根据第一低通滤波单元21输出的低频分量，输出模拟电信号的驱动信号至第一模数转换模块22A，以经第一模数转换模块22A模数转换为数字电信号的驱动信号后输出至数字发射模块23，从而以实现数字发射模块23的驱动。简而言之，可视为采用第一模数转换模块22A来实现第一主控制器22B的模数转换功能。由于采用数字电信号来驱动数字发射模块23工作，可有效避免数字发射模块23的工况受激光二极管和传输环境影响，进而影响数字信号传输，有利于提高数字信号过程的稳定性。此外，第一主控单元22或者第一模数转换模块22A在实际应用中实现高精度的难度较低，因而还有利于降低标准低频分量的高精度实现难度。

参照图5，在本发明一实施例中，接收单元30包括：

模拟接收单元31，用于接收模拟激光信号，并输出模拟电信号；

数字接收单元32，用于接收数字信号，并输出数字电信号；以及，

信号处理单元33，信号处理单元33的第一输入端和第二输入端分别与模拟接收单元31的输出端和数字接收单元32的输出端连接，信号处理单元33用于将接入的模拟电信号和数字电信号进行信号处理后，输出低频校正信号至模拟接收单元31的反馈端；

模拟接收单元31还用于根据接收到的低频校正信号，校正低频工作点，并输出与校正后的低频工作点对应的模拟电信号。

本实施例中，模拟接收单元31可通过激光接收管D2接收模拟激光信号，以及可根据模拟激光信号生成相应的模拟电信号，并可将模拟电信号进行运算放大后作为输出模拟信号输出。需要说明的是，可通过改变模拟接收单元31的低频工作点，来调节输出模拟信号中低频分量的低频偏移量。具体为，当输出模拟信号因为受激光二极管和传输环境影响而使得其中低频分量对应的电压值大于未受影响的正常电压值时，可通过调低低频工作点来使得输出模拟信号中低频分量对应的电压值恢复至正常电压值；当输出模拟信号因为受激光二极管和传输环境影响而使得其中低频分量对应的电压值小于未受影响的正常电压值时，可通过调高低频工作点来使得输出模拟信号中低频分量对应的电压值恢复至正常电压值。

数字接收单元32可通过数字接收器接收激光信号、电磁波信号、电信号或者光信号等形式的数字信号，以及可根据数字信号生成相应的数字电信号并输出。

信号处理单元33的第一输入端和第二输入端可与模拟接收单元31的输出端和数字接收单元32的输出端一一对应连接，以分别接入输出模拟信号和数字电信号，并可分离出输出模拟信号中的异常低频分量。可以理解的是，异常低频分量对应为受到激光二极管和传输环境影响后的低频分量，而数字电信号对应为未受到激光二极管和传输环境影响后的标准低频分量，因而信号处理单元33可根据异常低频分量和标准低频分量，确定异常低频分量的偏移程度，并可根据确定结果输出相应的电信号来将模拟接收单元31的低频工作点对应调高或者调低，以使模拟接收单元31可根据调高或者调低后的低频工作点，重新对模拟电信号进行相应的运算后作为新的输出模拟信号输出。如此循环往复，信号处理单元33即可通过实时调节模拟接收单元31的低频工作点，来使得模拟接收单元31持续输出低频分量不受影响的输出模拟信号。

参照图6中的(A)和(B)，在本发明一实施例中，模拟接收单元31包括：激光接收管D2、第二电阻R2和第二放大电路；

激光接收管D2的第一极用于接入第二预设电压，激光接收管D2的第二极与第二放大电路的第一输入端连接，激光接收管D2的第二极还经第二电阻R2接入第三预设电压，第二放大电路的第二输入端为模拟接收单元31的反馈端，第二放大电路的输出端为模拟接收单元31的输出端。

本实施例中，第二放大电路可采用运算放大器、运算放大芯片来实现，或者还可采用三极管、电阻器件等分立器件构建的放大电路来实现，在此不做限定。在此以采用运算放大器(以下记为第二运算放大器A2)实现第二放大电路为例来详细解释模拟接收单元31的工作原理，第二运算放大器A1的同相输入端、反相输入端和输出端可分别为第二放大电路的第一输入端、反相输入端和输出端。

激光接收管D2具有阳极和阴极。当第一极为阳极，第二极为阴极时，第二预设电压RER2小于第三预设电压RER3，激光接收管D2根据接收到的模拟激光信号，产生相应感应电流，电流经第二电阻R2流向激光接收管D2；当第一极为阴极，第二极为阳极时，第二预设电压RER2大于第三预设电压RER3，激光接收管D2根据接收到的模拟激光信号，产生相应感应电流，经第二电阻R2流向第三预设电压RER3。在激光接收管D2与第二电阻R2之间连接处形成的电压信号经第二运算放大器A2运算放大后作为输出模拟信号输出。可以理解的是，本实施例中，模拟接收单元31的低频工作点即为第二运算放大器A2的低频工作点，且由其反相端所接入的低频校正信号来修正。

参照图6中的(C)和(D)，在本发明一实施例中，模拟接收单元31包括：激光接收管D2、第二电阻R2和第二放大电路；

激光接收管D2的第一极用于接入第四预设电压，激光接收管D2的第二极与第二放大电路的第二输入端连接，激光接收管D2的第二极还经第二电阻R2与第二放大电路的输出端连接，第二放大电路的第一输入端为模拟接收单元31的反馈端，第二放大电路的输出端为模拟接收单元31的输出端。

当激光接收管D2的第一极为阳极，第二极为阴极时，激光接收管D2根据接收到的模拟激光信号，产生相应感应电流，电流由第二运算放大器A2的输出端经第二电阻R2流过激光接收管D2；当激光接收管D2的第一极为阴极，第二极为阳极时，激光接收管D2根据接收到的模拟激光信号，产生相应感应电流经第二电阻R2流入第二运算放大器A2的输出端。可以理解的是，本实施例中，模拟接收单元31的低频工作点即为第二运算放大器A2的低频工作点，且由其同相端所接入的低频校正信号来校正。

需要说明的是，本说明书所记载的第一预设电压REF1、第二预设电压RER2、第三预设电压RER3、第四预设电压RER4三者可由所在设备中电源管理电路输出得到，且四者的电压值可相同也可不同，在此不做限定；在一可选实施例中，第一预设电压REF1、第二预设电压RER2、第三预设电压RER3和第四预设电压RER4可采用接地电压来实现。

参照图7，在本发明一实施例中，信号处理单元33包括：第二低通滤波单元33A、第二主控单元和比较电路33B；

第二低通滤波单元33A的输入端为信号处理单元33的第一输入端，第二低通滤波单元的输出端与比较电路33B的第一输入端连接，第二主控单元的输入端为信号处理单元33的第二输入端，第二主控单元的输出端与比较电路33B的第二输入端连接，比较电路33B的输出端与模拟接收单元31的反馈端连接。

第二低通滤波单元33A用于对输出模拟信号进行低通滤波，以将输出模拟信号中的异常低频分量，输出至比较电路33B的第一输入端。第二主控单元可为自身具有模数转换功能的主控制器或者主控芯片，其中，主控制器可为MCU、DSP、FPGA等微处理器；第二主控单元可将数字接收单元32输出的数字电信号进行信号处理以及数模转换为表征标准低频分量的模拟电信号后，输出至比较电路33B的第二输入端。比较电路33B可将第一输入端和第二输入端分别接入的模拟电信号进行比较处理，以得到输出模拟信号中低频分量的低频偏移量，并可输出相应的电信号(即低频校正信号)至模拟接收单元31的反馈端，从而实现对模拟接收单元31的低频工作点校正。

可选地，比较电路33B可采用放大电路、专用的比较芯片来实现；或者，还可采用开关器件和分立器件构建的比较电路来实现。其中，放大电路(以下记为第三放大电路)的具体实现方式可参照上述第一放大电路和第二放大电路，在此不做赘述。在此以采用运算放大器(以下记为第三运算放大器A3)实现第三放大电路为例来详细解释模拟接收单元31的工作原理，第三运算放大器A3的同相输入端、反相输入端和输出端可分别为第一放大电路的同相输入端、反相输入端和输出端。

第三运算放大器A3的同相输入端和反相输入端二者中的任意一者可为比较电路33B的第一输入端，另一者可为第二输入端。在另一实施例中，比较电路33B的第一输入端和输出端之间还连接有一路电容电路33E，电容电路33E可包括至少一个电容C，以增加第三运算放大器A3的工作稳定性。

可选地，参照图8，比较电路33B的输出端和模拟接收单元31的反馈端之间还可连接有一路低通滤波单元，即第三低通滤波单元33F，以对比较电路33B输出的低频校正信号进行低通滤波后再输出至模拟接收单元31的反馈端，以确保模拟接收单元31的反馈端接收到的低频校正信号中不存在中高频分量，有利于提高模拟接收单元31低频工作点校正的稳定性。

可选地，第二主控单元包括：第二主控制器33C和第一数模转换模块33D，第二主控制器33C的输入端为第二主控单元的输入端，第二主控制器33C的输出端与第一数模转换模块33D的输入端连接，第一数模转换模块33D的输出端为第二主控单元的输出端。

本实施例中，第二主控制器33C可将数字接收单元32输出的数字电信号进行信号处理后输出至第一数模转换模块33D，以经第一数模转换模块33D数模转换为模拟电信号后再输出至信号处理单元33。简而言之，可视为采用第一数模转换模块33D来实现第二主控制器33C的模数转换功能。

参照图9，在本发明一实施例中，信号处理单元33包括：第四低通滤波单元33G和第三主控单元；

第四低通滤波单元33G的输入端为信号处理单元33的第一输入端，第四低通滤波单元33G的输出端与第三主控单元的第二输入端连接，第三主控单元的第二输入端为信号处理单元33的第二输入端，第三主控单元的输出端为模拟接收单元31的输出端。

本实施例中，第四低通滤波单元33G用于对输出模拟信号进行低通滤波，以将输出模拟信号中的异常低频分量，输出至第三主控单元。第三主控单元可为自身具有模数转换功能以及数模转换功能的主控制器或者主控芯片，其中，主控制器可为MCU、DSP、FPGA等微处理器；第三主控单元可直接接入数字接收单元32输出的数字电信号，以及可在将异常低频分量经模数转换为数字信号后，运行预集成的硬件电路和软件程序或算法来对两路数字电信号进行运算，以确定输出模拟信号中低频分量的低频偏移量。第三主控单元还可根据确定结果，直接输出模拟电信号的低频校正信号至模拟接收单元31的反馈端，从而实现对模拟接收单元31的低频工作点校正。

可选地，第三主控单元包括：

第二模数转换模块33H、第三主控制器33I和第二数模转换模块33J，第三主控制器33I与数字接收单元32的输出端连接，第三主控制器33I还经第二模数转换模块33H与模拟接收单元31的输出端连接，第三主控制器33I还经第二数模转换模块33J与模拟接收单元31的反馈端。

本实施例中，第三主控单元可包括：第二模数转换模块33H、第三主控制器33I和第二数模转换模块33J。第三主控制器33I可直接与数字接收单元32的输出端连接，以接入数字接收器输出的数字电信号。第二模数转换模块33H可与第四低通滤波单元33G的输出端连接，以将第四低通滤波单元33G输出的异常低频分量转换为数字信号后输出至第三主控制器33I。第三主控制器33I可对两路数字电信号进行相应的运算来确定输出模拟信号中低频分量的低频偏移量，并可输出数字电信号的低频校正信号至第二数模转换模块33J，以经第二数模转换模块33J转换为模拟电信号后输出至模拟接收单元31的反馈端。简而言之，可视为采用第二数模转换模块33J和第二数模转换模块33J来分别实现第二主控制器33C的模数转换功能和数模转换功能。此外，第二主控单元、第三主控单元、第一数模转换模块33D、第二数模转换模块33J和第二模数转换模块33H在实际应用中实现高精度的难度较低，因而还有利于降低低频工作点校正的高精度实现难度。

参照图5至图9，在本发明一实施例中，数字发射模块23为激光发射器，数字接收单元32为激光接收器。

激光发射器可在数字电信号的驱动下，输出激光形式的数字信号至激光接收器，以使激光接收器可根据接收到的激光形式的数字信号，对应生成相应的数字电信号并输出，从而实现低频分量的激光传输。需要说明的是，由于为数字电信号驱动，因而激光发射器输出的数字激光信号不会受到激光二极管和传输环境影响，因而使得激光接收器可还原输出不存在偏移量，且表征标准低频分量的数字电信号。

或者，数字发射模块23为无线发射电路，数字接收单元32为无线接收电路。

无线发射电路和无线接收单元可为红外通信电路、蓝牙通信电路、超宽带通信电路、ZigBee通信电路、RFID通信电路等近场通信通信电路，或者还可为3G通信电路、4G通信电路、5G通信电路、Wi-Fi通信电路、WiGig通信电路、无线宽带互联网通信电路等远场通信通信电路，在此不做限定。无线发射电路可在数字电信号的驱动下，输出红外、电磁波等形式的数字信号至无线接收单元，以使无线接收单元可根据接收到的红外、电磁波等形式的数字信号，对应生成相应的数字电信号并输出，从而实现低频分量的无线通信传输。

或者，数字发射模块23为光耦单元，数字接收单元32为主控制器。

光耦单元可通过原边接入第一模数转换模块22A输出的数字电信号，并可在数字电信号的驱动下，由副边对应生成相应的数字电信号并输出，从而实现低频分量的光通信传输。

或者，数字发射模块23为主控制器，数字接收单元32为光耦单元。

主控制器可接入第一模数转换模块22A输出的数字电信号，并可将数字电信号经信号处理后输出，以供接收单元30中的光耦单元的原边接收识别，从而以实现低频分量的通信传输。

本发明还提出一种激光传输组件，该激光传输组件包括激光传输电路，该激光传输电路的具体结构参照上述实施例，由于本激光传输组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，激光传输组件可包括发射组件和接收组件，模拟发射单元10和数字发射单元20可设于发射组件中，接收单元30可设于接收组件中，从而以实现发射组件和接收组件二者之间模拟信号的激光传输。

本发明还提出一种电子测量仪器，该电子测量仪器件包括激光传输组件或者激光传输电路，该激光传输组件或者激光传输电路的具体结构参照上述实施例，由于本电子测量仪器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，电子测量仪器可包括但不限于：数字示波器、频谱和网络分析仪、信号和波形发生器

电子测量仪器可至少包括测量组件和设备主体。发射组件可设于测量组件中，接收组件可设于设备主体中，从而以实现测量组件和设备主体二者之间模拟信号的激光传输。当然，测量组件还可全部设于设备主体中，以实现设备主体内部各功能组件之间模拟信号的激光传输。

可选地，电子测量仪器为示波器。

本实施例中，设备主体可为示波器主体。测量组件可包括至少两个探针，且示波器还可包括分别与各探针和设备主体连接的信号调制盒。其中，任意一探针中可设有一个发射组件；信号调制盒中可设有至少两个接收组件和一个发射组件，其中每一接收组件可对应一探针设置，发射组件可对应设备主体设置，信号调制盒可通过各接收组件接收各探针激光传输的模拟信号，并可在将接入的各路模拟信号进行信号处理后，经发射组件发射至设备主体，以供设备主体接收显示。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种激光传输电路，其特征在于，所述激光传输电路包括：

模拟发射单元，所述模拟发射单元的输入端用于接入所述激光传输电路的输入模拟信号，并用于发射与所述输入模拟信号对应的模拟激光信号；

数字发射单元，所述数字发射单元的输入端用于接入所述激光传输电路的输入模拟信号，并发射与所述输入模拟信号中低频分量对应的数字信号；以及，

接收单元，所述接收单元用于接收所述模拟发射单元输出的所述模拟激光信号，以及接收所述数字发射单元输出的所述数字信号，并用于分别对应生成模拟电信号和数字电信号；

所述接收单元还用于根据生成的所述数字电信号，校正生成的所述模拟电信号，以将所述模拟电信号中的异常低频分量校正至标准低频分量，并将校正后的所述模拟电信号输出。

2.如权利要求1所述的激光传输电路，其特征在于，所述模拟发射单元包括：

驱动模块，所述驱动模块的输入端与所述模拟发射单元的输入端连接；

激光发射模块，所述激光发射模块的第一端与所述驱动模块的输出端连接，所述激光发射模块的第二端用于接入第一预设电压；或者，所述激光发射模块的第一端与所述驱动模块的正输出端连接，所述激光发射模块的第二端与所述驱动模块的负输出端连接，以接入所述驱动模块输出的差分信号。

3.如权利要求2所述的激光传输电路，其特征在于，所述激光发射模块包括激光发射管和第一电阻；

所述第一电阻的一端与所述激光发射模块的第一端连接，所述第一电阻的另一端经所述激光发射管与所述激光发射模块的第二端连接；

或者，所述激光发射管的第一端与所述激光发射模块的第一端连接，所述激光发射管的另一端经所述第一电阻与所述激光发射模块的第二端连接。

4.如权利要求3所述的激光传输电路，其特征在于，当所述激光发射管的第一端与所述激光发射模块的第一端连接，所述激光发射管的另一端经所述第一电阻与所述激光发射模块的第二端连接时，所述激光发射管与所述第一电阻之间的连接点为F端；所述驱动模块包括第一放大电路，所述第一放大电路具有同相输入端和反相输入端；

所述输入模拟信号为单端信号，所述第一放大电路的同相输入端或者反相输入端经第三电阻接入所述输入模拟信号，所述第一放大电路的反相输入端还经第四电阻与所述第一放大电路的输出端或者所述F端连接；

或者，所述输入模拟信号为差分信号，所述第一放大电路的同相输入端和反相输入端分别经第五电阻和第六电阻接入所述输入模拟信号，所述同相输入端经第七电阻接入参考电压。

5.如权利要求1所述的激光传输电路，其特征在于，所述数字发射单元包括第一低通滤波单元、第一主控单元以及数字发射模块，所述第一低通滤波单元的输入端为所述数字发射单元的输入端，所述第一低通滤波单元的输出端经所述第一主控单元与所述数字发射模块的受控端连接。

6.如权利要求5 所述的激光传输电路，其特征在于，所述第一主控单元包括第一主控制器和第一模数转换模块，所述第一低通滤波单元经所述第一主控制器和所述第一模数转换模块与所述数字发射模块的受控端连接。

7.如权利要求1所述的激光传输电路，其特征在于，所述接收单元包括：

模拟接收单元，用于接收所述模拟激光信号，并输出所述模拟电信号；

数字接收单元，用于接收所述数字信号，并输出所述数字电信号；以及，

信号处理单元，所述信号处理单元的第一输入端和第二输入端分别与所述模拟接收单元的输出端和所述数字接收单元的输出端连接，所述信号处理单元用于将接入的所述模拟电信号和所述数字电信号进行信号处理后，输出低频校正信号至所述模拟接收单元的反馈端；

所述模拟接收单元还用于根据接收到的所述低频校正信号，校正低频工作点，并输出与校正后的低频工作点对应的模拟电信号。

8.如权利要求7所述的激光传输电路，其特征在于，所述模拟接收单元包括：激光接收管、第二电阻和第二放大电路；

所述激光接收管的第一极用于接入第二预设电压，所述激光接收管的第二极与所述第二放大电路的第一输入端连接，所述激光接收管的第二极还经所述第二电阻接入第三预设电压，所述第二放大电路的第二输入端为所述模拟接收单元的反馈端，所述第二放大电路的输出端为所述模拟接收单元的输出端；

或者，所述激光接收管的第一极用于接入第四预设电压，所述激光接收管的第二极与所述第二放大电路的第二输入端连接，所述激光接收管的第二极还经所述第二电阻与所述第二放大电路的输出端连接，所述第二放大电路的第一输入端为所述模拟接收单元的反馈端，所述第二放大电路的输出端为所述模拟接收单元的输出端。

9.如权利要求7所述的激光传输电路，其特征在于，所述信号处理单元包括：第二低通滤波单元、第二主控单元和比较电路；

所述第二低通滤波单元的输入端为所述信号处理单元的第一输入端，所述第二低通滤波单元的输出端与所述比较电路的第一输入端连接，所述第二主控单元的输入端为所述信号处理单元的第二输入端，所述第二主控单元的输出端与所述比较电路的第二输入端连接，所述比较电路的输出端与所述模拟接收单元的反馈端连接。

10.根据权利要求9所述的激光传输电路，其特征在于，所述比较电路包括第三放大电路，所述第三放大电路的同相输入端为所述比较电路的第一输入端，所述第三放大电路的反相输入端为所述比较电路的第二输入端；或者，所述第三放大电路的反相输入端为所述比较电路的第一输入端，所述第三放大电路的同相输入端为所述第三放大电路的第二输入端；

所述信号处理单元还包括电容电路，所述电容电路连接于所述比较电路的第一输入端和输出端之间。

11.根据权利要求9所述的激光传输电路，其特征在于，所述信号处理单元包括：

第三低通滤波单元，所述比较电路的输出端经所述第三低通滤波单元与所述模拟接收单元的反馈端连接。

12.根据权利要求9所述的激光传输电路，其特征在于，所述第二主控单元包括：

第二主控制器和第一数模转换模块，所述第二主控制器的输入端为所述第二主控单元的输入端，所述第二主控制器的输出端与所述第一数模转换模块的输入端连接，所述第一数模转换模块的输出端为所述第二主控单元的输出端。

13.如权利要求7所述的激光传输电路，其特征在于，所述信号处理单元包括：第四低通滤波单元和第三主控单元；

所述第四低通滤波单元的输入端为所述信号处理单元的第一输入端，所述第四低通滤波单元的输出端与所述第三主控单元的第一输入端连接，所述第三主控单元的第二输入端为所述信号处理单元的第二输入端，所述第三主控单元的输出端为所述信号处理单元的输出端。

14.如权利要求13所述的激光传输电路，其特征在于，所述第三主控单元包括：

第二模数转换模块、第三主控制器和第二数模转换模块，所述第三主控制器与所述数字接收单元的输出端连接，所述第三主控制器还经所述第二模数转换模块与所述第四低通滤波单元的输出端连接，所述第三主控制器还经所述第二数模转换模块与所述模拟接收单元的反馈端连接。

15.如权利要求7所述的激光传输电路，其特征在于，所述数字发射单元为激光发射器，所述数字接收单元为激光接收器；

或者，所述数字发射单元为无线发射电路，所述数字接收单元为无线接收电路；

或者，所述数字发射单元为光耦单元，所述数字接收单元为主控制器；

或者，所述数字发射单元为主控制器，所述数字接收单元为光耦单元。

16.一种激光传输组件，其特征在于，所述激光传输组件包括如权利要求1-15任意一项所述的激光传输电路。

17.一种电子测量仪器，其特征在于，所述电子测量仪器包括如权利要求1-15任意一项所述的激光传输电路；

或者，包括如权利要求16所述的激光传输组件。

18.如权利要求17所述的电子测量仪器，其特征在于，所述电子测量仪器为示波器。