CN115700393A - 一种olt设备的电源检测方法及电源检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种OLT设备的电源检测方法及电源检测电路，其中方法包括步骤如下：将OLT设备上n路独立电源分别通过分压电阻分压得到对应的模拟电压信号；所述的n路独立电源分压得到模拟电压信号均不相同，即每一路模拟电压信号是唯一的；其中，n为大于0的正整数；将n路模拟电压信号根据叠加定理进行叠加处理之后转换为数字电压信号；利用CPLD实时获取数字电压信号，当其中一路或多路独立电源故障无法输出电压时，CPLD根据电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源。本发明所实现的电源检测方法可以用少量的资源实时检测OLT电源的状态，为客户提供了电源信息反馈，为电源故障时的处理节省了时间。
Description
技术领域
本发明涉及电源检测技术领域，更具体的，涉及一种OLT设备的电源检测方法及电源检测电路。
背景技术
目前的OLT设备拥有多个实现基本功能的芯片例如PON、SWITCH、PHY等，这些芯片往往需要多组独立的电源进行供电。此外，部分OLT还具有USB接口，CPLD等拓展功能，也需要增加电源IC为其进行供电，这使得OLT设备上的电源路数变得越来约多，复杂的OLT上的电源甚至可能达到十几路。传统的OLT设备上被不具备电源检测系统，某一路电源出了问题导致设备工作异常，无法快速进行排查，确定故障原因。
发明内容
本发明为了解决现有的OLT设备上没有电源检测功能，导致的无法快速得到故障反馈的问题，提供了一种OLT设备的电源检测方法及电源检测电路，其能实时检测OLT电源的状态，快速检测出出故障的电源。
为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：
一种OLT设备的电源检测方法，所述的方法包括步骤如下：
将OLT设备上n路独立电源分别通过分压电阻分压得到对应的模拟电压信号；所述的n路独立电源分压得到模拟电压信号均不相同，即每一路模拟电压信号是唯一的；其中，n为大于0的正整数；
将n路模拟电压信号根据叠加定理进行叠加处理之后转换为数字电压信号；
利用CPLD实时获取数字电压信号，CPLD根据数字电压信号的电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源。
优选地，当判断出某一路独立电源故障后，CPLD将故障信息打印到外部串口供用户查看。
优选地，将n路模拟电压信号输入由运算放大器构成的同相加法器的同相输入端进行叠加处理。
进一步地，n路模拟电压信号分别对应通过同相输入电阻后，输入同相加法器的同相输入端；n路模拟电压信号对应有n路同相输入电阻；n路同相输入电阻的阻值均相等。
再进一步地，在同相加法器的反相输入端串联有输入电阻，同时在同相加法器的输出端与同相加法器的反相输入端连接有反馈电阻；所述的输入电阻等于反馈电阻。
再进一步地，由运算放大器的“虚断”推导出，输入n路模拟电压信号的同相加法器的反相输入端的电压为：
其中，Uo表示同相加法器叠加后输出端的模拟电压信号，U-表示同相加法器的反相输入端的模拟电压信号；
再由叠加定理计算，具体计算如下：
计算相加法器的同相输入端电压U+时，先把每一路输入模拟电压信号对U+的影响等效为保留该路输入模拟电压信号，其它路输入信号对地短路；然后把每一路的对U+的电压影响相加。
优选地，分压后的n路模拟电压信号满足以下条件：
m路模拟电压信号之和不等于k路模拟电压信号之和；
其中，0<m<n、0<k<n，且0<m+k≤n。
一种OLT设备的电源检测电路，其特征在于：所述的电源检测电路包括w路分压电阻、加法器、ADC转换器、CPLD；
所述的w路分压电阻分别对应串联在n路独立电源的输出端，用于将OLT设备上n路独立电源分压得到对应的模拟电压信号；所述的n路独立电源分压得到模拟电压信号均不相同，即每一路模拟电压信号是唯一的；其中，0<w≤n；
所述的加法器，用于将n路模拟电压信号根据叠加定理进行叠加处理；
所述的ADC转换器，用于将叠加处理后的模拟电压信号转换为数字电压信号；
所述的CPLD，用于实时获取数字电压信号，当其中一路或多路独立电源故障无法输出电压时，CPLD根据电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源。
优选地，所述的加法器为由运算放大器构成的同相加法器；
将n路模拟电压信号输入同相加法器的同相输入端进行叠加处理；
n路模拟电压信号分别对应通过同相输入电阻后，输入同相加法器的同相输入端；n路模拟电压信号对应有n路同相输入电阻；n路同相输入电阻的阻值均相等。
进一步地，在同相加法器的反相输入端串联有输入电阻，同时在同相加法器的输出端与同相加法器的反相输入端连接有反馈电阻；所述的输入电阻等于反馈电阻。
本发明的有益效果如下：
本发明通过将n路独立电源分压得到对应唯一的模拟电压信号，当其中一路或多路独立电源故障无法输出电压时，CPLD根据电压下降幅度可以快速反向推导判断出有故障的独立电源。
本发明先将n路模拟电压信号进行叠加处理之后转换为数字电压信号，再传输给CPLD分析处理，这种设计的好处是即使是十几路的独立电源也只需要占用CPLD两个引脚，大大节省了引脚资源。本发明所实现的电源检测方法可以用少量的资源实时检测OLT电源的状态，为客户提供了电源信息反馈，为电源故障时的处理节省了时间。由于是直接对多路独立电源的模拟电压信号的总和进行采样，只需要一个单通道的ADC，不需要多通道对每一路电源信号分别进行检测，节省了成本。
本发明使得客户在OLT电源发生故障时能及时得到反馈，锁定故障点。客户及时发现机房中的异常设备，对其进行更换和送修，避免造成更大的损失，能节省更多人力物力。
附图说明
图1是本发明所述的OLT设备的电源检测方法的流程图。
图2是本发明所述的电源检测电路的原理框图。
图3是本发明所述的同相加法器的工作原理。
图4是每路信号对U+影响的等效电路。
图5是本发明一个具体实施的电源检测电路的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。
实施例1
如图1所示，一种OLT设备的电源检测方法，所述的方法包括步骤如下：
将OLT设备上n路独立电源分别通过分压电阻分压得到对应的模拟电压信号；所述的n路独立电源分压得到模拟电压信号均不相同，即每一路模拟电压信号是唯一的；其中，n为大于0的正整数。
将n路模拟电压信号根据叠加定理进行叠加处理之后转换为数字电压信号。
利用CPLD实时获取数字电压信号，当其中一路或多路独立电源故障无法输出电压时，CPLD会检测到电压下降，因此CPLD根据数字电压信号的电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源。
本发明通过将n路独立电源分压得到对应唯一的模拟电压信号，当其中一路或多路独立电源故障无法输出电压时，CPLD根据电压下降幅度可以快速反向推导判断出有故障的独立电源。
本发明先将n路模拟电压信号进行叠加处理之后转换为数字电压信号，再传输给CPLD分析处理，这种设计的好处是即使是十几路的独立电源也只需要占用CPLD两个引脚，大大节省了引脚资源。本发明所实现的电源检测方法可以用少量的资源实时检测OLT电源的状态，为客户提供了电源信息反馈，为电源故障时的处理节省了时间。由于是直接对多路独立电源的模拟电压信号的总和进行采样，只需要一个单通道的ADC，不需要多通道对每一路电源信号分别进行检测，节省了成本。
本发明使得客户在OLT电源发生故障时能及时得到反馈，锁定故障点。客户及时发现机房中的异常设备，对其进行更换和送修，避免造成更大的损失，能节省更多人力物力。
在本实施例中，需要先将OLT设备上n路独立电源分别通过分压电阻分压得到对应的模拟电压信号；且所述的模拟电压信号是唯一性，这是因为在多路独立电源中，如果有两路以上独立电源存在相同的电压值的情况，如果分压后的模拟电压信号不具有唯一性，当存在故障无法输出电压时，无法判断出具体是哪路独立电源存在故障。因此本实施例即使有两路以上独立电源存在相同的电压值，在分压电阻的分压作用下，对应输出唯一的模拟电压信号。根据该唯一的模拟电压信号可以便于快速判断出对应的一路独立电路出故障。
在本实施例中，并不是每路独立电源都需要通过分压电阻进行分压，可以只对部分独立电源通过分压电阻进行分压。
在一个具体的实施例中，可以直接利用所述的OLT设备中的CPLD实时获取数字电压信号，当其中一路或多路独立电源故障无法输出电压时，CPLD根据电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源；当判断出某一路独立电源故障后，CPLD将故障信息打印到外部串口供用户查看。本实施例利用所述的OLT设备中的CPLD，可以有效的节约成本，同时可以故障信息打印到外部串口，以供用户查看。
在一个具体的实施例中，对n路模拟电压信号输入由运算放大器构成的同相加法器的同相输入端进行叠加处理。
与反相加法器相比，本实施例由运算放大器组成的同相加法器无需负电源供电，所述的同相加法器同相输入端可以同时接入多路模拟电压信号。
在本实施例中，先将多路模拟电压信号接入同相加法器，所述的同相加法器的作用是将多路模拟电压信号进行叠加处理，最后送入单通道的ADC进行采样。如果少了同相加法器，则需要分别检测多路模拟电压信号，需要一个多通道的ADC。实际上ADC的通道数都是很少的，意味着需要多个ADC器件，增加很多成本。
在一个具体的实施例中，为了防止出现m路模拟电压信号之和等于k路模拟电压信号之和，导致CPLD无法根据数字电压信号的电压下降幅度准确推断出有故障的独立电源，如分压后的第一独立电源的模拟电压信号为1.2V，第二独立电源的模拟电压信号为2.5，第三独立电源的模拟电压信号为2.8；第四独立电源的模拟电压信号为3V、第五独立电源的模拟电压信号为3.5V；
若电压下降幅度为6.5V，则无法判断出是第一独立电源、第二独立电源、第三独立电源出现故障，还是第四独立电源、第五独立电源出现故障。
因此分压后的n路模拟电压信号满足以下条件：
m路模拟电压信号之和不等于k路模拟电压信号之和；
其中，0<m<n、0<k<n，且0<m+k≤n。
在一个具体的实施例中，所述的n路独立电源的输出端上串联的分压电阻的阻值均相等。在同相加法器的反相输入端串联有输入电阻，同时在同相加法器的输出端与同相加法器的反相输入端连接有反馈电阻；所述的输入电阻等于反馈电阻。
在一个具体的实施例中，由运算放大器的“虚断”推导出，输入n路模拟电压信号的同相加法器的反相输入端的电压为：
其中，Uo表示同相加法器叠加后输出端电压信号，U-表示同相加法器的反相输入端的电压信号。
再由叠加定理计算，具体计算如下：
计算相加法器的同相输入端电压U+时，先把每一路输入模拟电压信号对U+的影响等效为保留该路输入模拟电压信号，其它路输入信号对地短路；然后把每一路的对U+的电压影响相加。
实施例2
如图2所示，一种电源检测电路，所述的电源检测电路包括w路分压电阻、加法器、ADC转换器、CPLD；
所述的w路分压电阻分别对应串联在n路独立电源的输出端，用于将OLT设备上n路独立电源分压得到对应的模拟电压信号；所述的n路独立电源分压得到模拟电压信号均不相同，即每一路模拟电压信号是唯一的；其中，0<w≤n；
所述的加法器，用于将n路模拟电压信号根据叠加定理进行叠加处理。
所述的ADC转换器，用于将叠加处理后的模拟电压信号转换为数字电压信号。
所述的CPLD，用于实时获取数字电压信号，当其中一路或多路独立电源故障无法输出电压时，CPLD根据电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源。
在本实施例中，所述的CPLD的输出端连接串口，当判断出某一路独立电源故障后，CPLD将故障信息打印到外部串口供用户查看。
在一个具体的实施例中，如图2所示，所述的加法器为由运算放大器构成的同相加法器；
将n路模拟电压信号输入同相加法器的同相输入端进行叠加处理。
n路模拟电压信号分别对应通过同相输入电阻后，输入同相加法器的同相输入端；n路模拟电压信号对应有n路同相输入电阻；n路同相输入电阻的阻值均相等。
在一个具体的实施例中，如图3、图4所示，在同相加法器的反相输入端串联有输入电阻，同时在同相加法器的输出端与同相加法器的反相输入端连接有反馈电阻；所述的输入电阻等于反馈电阻。
在一个具体的实施例中，由运算放大器的“虚断”推导出，输入n路模拟电压信号的同相加法器的反相输入端的电压为：
其中，Uo表示同相加法器叠加后输出端电压信号，U-表示同相加法器的反相输入端的电压信号。
在一个具体的实施例中，所述的叠加定理，具体计算如下：
计算相加法器的同相输入端电压U+时，先把每一路输入模拟电压信号对U+的影响等效为保留该路输入模拟电压信号，其它路输入信号对地短路；然后把每一路的对U+的电压影响相加。
实施例3
基于实施例1、实施例2，本实施例具体说明如下：
如图5所示，假设一台OLT设备上的独立电源总共有8路，分别为5V、3.3V(CPLD)、3.3V(CPU)、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V和1.0V。图1为整个电源检测方法和分析处理的流程。而图5中的U1～U8分别表示已经分压后的电压，分别为5V、3.2V、2.9V、2.4V、1.8V、1.5V、1.2V和1.0V。
S1：将这8路独立电源分别通过分压电阻分压得到对应的唯一的模拟电压信号；当电路中存在相同的电压值，例如两路独立电源都是3.3V时，用分压的方法将其分成两种不同的电压值以区分两路电源。且当某一路的电压等于另外几路电压的和时，例如2.5V等于1.5V加上1.0V时，可以将2.5V进行分压处理，目的是将不同的电压进行区分，最重要的是因此分压后的n路模拟电压信号满足以下条件：
m路模拟电压信号之和不等于k路模拟电压信号之和；
其中，0<m<n、0<k<n，且0<m+k≤n。
采用分压电阻进行分压，将上述的8路独立电源处理后的电压信号幅值为5V、3.2V、2.9V、2.4V、1.8V、1.5V、1.2V和1.0V。
S2：将分压处理后的模拟电压信号输入到图2由运算放大器构建的同相加法器的同相输入端。对于一个具有n路输入的同相加法器，如图3所示，当同相输入电阻的电阻相等，且反相输入端电阻等于反馈电阻，即R1＝R2＝R3＝……＝Rn＝R，且R’＝Rf时，由运算放大器的“虚断”推导出，输入n路模拟电压信号的同相加法器的反相输入端的电压为：
再由叠加定理计算，计算同相输入端的电压U+时，可以把每一路输入信号对U+的影响等效为保留该路输入信号，其它路输入信号对地短路，电阻相当于并联如图4。最后把每一路的对U+的电压影响相加。
例如U1对U+的影响为：
所以U1～Un对U+的影响叠加到一起得到：
由运放的“虚短”可以得到U+＝U-，所以：
在本实施例中，8路模拟电压信号经过同相加法器后的结果为：
S3：将同相加法器的输出UO用ADC进行采样，得到数字电压信号。
S4：采样后的得到的数字电压信号通过I2C接口送入到OLT设备上的CPLD进行处理，比较获取的电压和与正常值之间的差值。
S5：CPLD判断各路独立电源的状态。当某一路电源故障无法输出电压时，例如1.0V电源无法工作，根据上述公式，ADC采样到的电压值将会下降0.25V，此时便可以由CPLD判断是1.0V电源发生了故障，随后CPLD将故障信息打印到外部串口供查看。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种OLT设备的电源检测方法，其特征在于：所述的方法包括步骤如下：
将OLT设备上n路独立电源分别通过分压电阻分压得到对应的模拟电压信号；所述的n路独立电源分压得到模拟电压信号均不相同，即每一路模拟电压信号是唯一的；其中，n为大于0的正整数；
将n路模拟电压信号根据叠加定理进行叠加处理之后转换为数字电压信号；
利用CPLD实时获取数字电压信号，CPLD根据数字电压信号的电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源。
2.根据权利要求1所述的OLT设备的电源检测方法，其特征在于：当判断出某一路独立电源故障后，CPLD将故障信息打印到外部串口供用户查看。
3.根据权利要求1所述的OLT设备的电源检测方法，其特征在于：将n路模拟电压信号输入由运算放大器构成的同相加法器的同相输入端进行叠加处理。
4.根据权利要求3所述的OLT设备的电源检测方法，其特征在于：n路模拟电压信号分别对应通过同相输入电阻后，输入同相加法器的同相输入端；n路模拟电压信号对应有n路同相输入电阻；n路同相输入电阻的阻值均相等。
5.根据权利要求4所述的OLT设备的电源检测方法，其特征在于：在同相加法器的反相输入端串联有输入电阻，同时在同相加法器的输出端与同相加法器的反相输入端连接有反馈电阻；所述的输入电阻等于反馈电阻。
6.根据权利要求5所述的OLT设备的电源检测方法，其特征在于：由运算放大器的“虚断”推导出，输入n路模拟电压信号的同相加法器的反相输入端的电压为：
其中，Uo表示同相加法器叠加后输出端的模拟电压信号，U_表示同相加法器的反相输入端的模拟电压信号；
再由叠加定理计算，具体计算如下：
计算相加法器的同相输入端电压U+时，先把每一路输入模拟电压信号对U+的影响等效为保留该路输入模拟电压信号，其它路输入信号对地短路；然后把每一路的对U+的电压影响相加。
7.根据权利要求1所述的OLT设备的电源检测方法，其特征在于：分压后的n路模拟电压信号满足以下条件：
m路模拟电压信号之和不等于k路模拟电压信号之和；
其中，0<m<n、0<k<n，且0<m+k≤n。
8.一种基于权利要求1～7任一项所述的OLT设备的电源检测方法的电源检测电路，其特征在于：所述的电源检测电路包括w路分压电阻、加法器、ADC转换器、CPLD；
所述的w路分压电阻分别对应串联在n路独立电源的输出端，用于将OLT设备上n路独立电源分压得到对应的模拟电压信号；所述的n路独立电源分压得到模拟电压信号均不相同，即每一路模拟电压信号是唯一的；其中，0<w≤n；
所述的加法器，用于将n路模拟电压信号根据叠加定理进行叠加处理；
所述的ADC转换器，用于将叠加处理后的模拟电压信号转换为数字电压信号；
所述的CPLD，用于实时获取数字电压信号，根据电压下降幅度反向推导判断出有故障的独立电源。
9.根据权利要求8所述的电源检测电路，其特征在于：所述的加法器为由运算放大器构成的同相加法器；
将n路模拟电压信号输入同相加法器的同相输入端进行叠加处理；
n路模拟电压信号分别对应通过同相输入电阻后，输入同相加法器的同相输入端；n路模拟电压信号对应有n路同相输入电阻；n路同相输入电阻的阻值均相等。
10.根据权利要求9所述的电源检测电路，其特征在于：在同相加法器的反相输入端串联有输入电阻，同时在同相加法器的输出端与同相加法器的反相输入端连接有反馈电阻；所述的输入电阻等于反馈电阻。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230207 |