CN207010870U - 一种具有视频编解码的激光供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有视频编解码的激光供电装置，包括编码器、复合光缆以及解码器；编码器包括视频编码电路、光电转换器、电光转换模块、A/D转换电路、激光电源电路；复合光缆采用2芯光纤的光缆，解码器包括视频解码电路、光电转换模块、D/A转换电路、视频信号放大电路、激光器、激光功率调节电路。解码器的激光器通过传能光纤连接到编码器的激光器电源电路，编码器的电光转换模块通过信号传输光纤连接到解码器光电转换模块；本实用新型解决了在高压环境下视频设备的供电问题，解决布线困难以及高压环境下取电的绝缘问题，而且安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及视频设备信号的光电转换和能量的光电转换（光电子领域），具体涉及一种具有视频编解码的激光供电装置。
背景技术
在现有的电力设备视频监测中，由于电力应用大多是高压设备（如110KV以上），高压绝缘问题很难解决，采用铜线或电池供电的这些视频监测设备，具有易受干扰和操作不安全等隐患，采用激光供电的方式解决了这一技术难题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种具有视频编解码功能的激光供电装置，将视频信号传输和能量传输集成在一条复合光缆中，解决了高压环境下供电线和视频线的布线问题，提高了施工和运行的安全性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：
一种具有视频编解码的激光供电装置，包括编码器、复合光缆以及解码器；所述编码器设有视频编码电路、光电转换器、电光转换模块、A/D转换电路、激光电源电路；所述激光电源电路连接光电转换器，所述光电转换器连接复合光缆的传能光纤，所述光电转换器通过传能光纤连接到解码器的激光器，所述激光电源电路连接视频设备，所述激光电源电路连接视频编码电路，所述视频编码电路一路连接A/D转换电路，另一路连接电光转换模块，所述电光转换模块通过复合光缆中的信号转输光纤连接解码器的光电转换模块；所述解码器设有视频解码电路、光电转换模块、D/A转换电路、视频信号放大电路、激光器、激光功率调节电路，所述光电转换模块连接复合光缆的信号传输光纤，所述的光电转换模块通过信号传输光纤连接到编码器的电光转换模块，所述激光器连接复合光纤的传能光纤，所述激光器通过传能光纤连接编码器的光电传换器，所述激光器连接激光功率调节电路，所述激光功率调节电路连接视频解码电路，所述视频解码电路一路连接光电转换模块，另一路连接D/A转换电路，所述D/A转换电路连接视频信号放大电路，还原视频信号。
进一步地，视频编码电路和视频解码电路均设有XC3S50AVQ100芯片。
进一步地，复合光缆采用2芯光纤的光缆，一根采用单模光纤传输信号，另一根采用大芯径多模光纤传输能量用于供电。
进一步地，激光电源电路设有MAX922芯片（U1）、TPS76430芯片（U2）以及TPS73701芯片（U3）。
本实用新型的收益效果是：
本系统通过激光供电和光纤视频传输方式，成功地解决高压环境下视频监测的安全性问题；实现了远距离的电源和数据的传输；系统采用低功耗元件，激光供电装置故障率低，系统安全可靠，简而言之，使用本装置所述激光供电装置解决了在高压环境下视频设备的供电问题，解决布线困难以及高压环境下取电的绝缘问题，而且安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本实用新型所述系统连接原理图；
图2为本实用新型所述编码器激光电源电路图；
图3为本实用新所述U1及外围电路图；
图4为本实用新所述U2及外围电路图；
图5为本实用新所述U3及外围电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-5所示，本实用新型为一种用于视频设备的激光供电装置，包括编码器、复合光缆以及解码器；所述编码器设有视频编码电路、光电转换器、电光转换模块、A/D转换电路、激光电源电路；所述激光电源电路连接光电转换器，所述光电转换器连接复合光缆的传能光纤，所述光电转换器通过传能光纤连接到解码器的激光器，所述激光电源电路连接视频设备，所述激光电源电路连接视频编码电路，所述视频编码电路一路连接A/D转换电路，另一路连接电光转换模块，所述电光转换模块通过复合光缆中的信号传输光纤连接解码器的光电转换模块；所述解码器设有视频解码电路、光电转换模块、D/A转换电路、视频信号放大电路、激光器、激光功率调节电路，所述光电转换模块连接复合光缆的信号传输光纤，所述的光电转换模块通过信号传输光纤连接到编码器的电光转换模块，所述激光器连接复合光纤的传能光纤，所述的激光器通过传能光纤连接编码器的光电传换器，所述激光器连接激光功率调节电路，所述激光功率调节电路连接视频解码电路，所述视频解码电路一路连接光电转换模块，另一路连接D/A转换电路，所述D/A转换电路连接视频信号放大电路，还原视频信号；
其中，视频编码电路和视频解码电路均设有XC3S50AVQ100芯片。
其中，复合光缆采用2芯光纤的光缆。
其中，激光电源电路设有MAX922芯片、TPS76430芯片以及TPS73701芯片。
本实施例的一个具体应用为：
如图1系统连接原理图，视频设备的视频信号经编码器的A/D转换电路进行模数转换后变为数字信号，由视频编码电路进行视频编码，综合视频编码信号和激光电源状态信号，通过编码器的电光转换模块将电信号转为光脉冲信号，光脉冲信号通过复合光缆的信号传输光纤传输到解码器的光电转换模块，由解码器的光电转换模块转换成电信号，由解码器的视频解码器电路进行解码后，取得视频码流信号和激光电源状态信号，一方面视频码流信号经解码器的D/A转换电路进行转换后，经视频放大电路进行放大最终还原了视频设备的视频信号，另一方面的激光电源状态信号传给激光功率调节电路，实现对激光器功率的的自动调节功能。解码器的激光器发射的光通过复合光纤的传能光纤传输，将能量光信号传给编码器的光电转换器，由光电转换器将能量光转换为电，由激光电源电路处理后变为系统的供电电源，可以给视频设备供电和系统电路供电。激光功率调节按照如下方法处理：当系统连接好后，打开解码器电源，给解码器通电，开机后解码器控制激光器连续发送一定数量的低功率激光脉冲（为了预防大功率激光在系统没有连接的情况下，激光对人体的伤害，在系统没有正常连接时不能发送强度大的激光脉冲而是发送低功率的激光脉冲，让在编码器的激光电源电路进行能量积累，当能量积累足够后再由激光电源电路给编码器电路和视频设备提供电源），如果系统连接正常，在短时间内可以检测到编码器的码流，如果检测到正常的码流信号说明系统已处于正常的连接状态，可以开启正常模式的激光功率调节了；但是，在系统开机后，如果没有正常连接，激光功率调节电路发射低功率脉冲进行测试，几次测试后，如果仍然未能检测到编码器的码流，便认为是异常情况，功率调节电路关掉激光器，直到系统重启后，再重新开始一个新的检测流程；如果系统正常连接并检测到正常的码流信号，激光功率调节电路便开启正常的激光功率调节功能：检测到电源电压状态过低，调大激光功率；检测到电源电压状态过高，调小激光功率。
如图2-5为编码器的激光供电电源电路图，PPC来自光电转换器的电源，通过隔离二极管D1隔离，电容C1、C2、C3用于滤波，TVS管TVS1用于抗干扰作用。
VDD经开关管Q3控制后给系统供电，开关管控制Q3的外围电路由Q2、R1、R2和R3组成。开关管发射极出来的电源为+5VA作为模拟电源，经R5、R7、C10和L2隔离处理后得到数字电源+5VD，由R4和R6分压得到状态采样电压ZT，C4、C7、C8、C9、C11、C12为滤波电容，D3为稳压管，D4为嵌位二极管；采样电压进入芯片U1双比较器的正输入端，分别与负端电阻R8、R9和R10、R11组成的的分电压进行比较，得出两个状态位PH和PL，这两个状态位高电平代表数字“1”，低电平代表数字“0”；
如果状态为“11”代表电压过高，通过激光器要调低，“00”代表电压过低，通过激光器要调高等。U2、U3为稳压芯片，将5V电压稳为3.3V及1.2V给FPGA芯片供电用。电容C5、C6、C13、C16为电源滤波电容，电容C14、C15用于平滑电压及抗干扰作用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种具有视频编解码的激光供电装置，其特征在于：包括编码器、解码器、信号传输和能量传输复合光缆；
所述编码器设有视频编码电路、光电转换器、电光转换模块、A/D转换电路、激光电源电路，所述激光电源电路连接光电转换器，所述光电转换器连接复合光缆的传能光纤，所述光电转换器通过传能光纤连接到解码器，所述激光电源电路连接视频设备，所述激光电源电路连接视频编码电路；
所述视频编码电路一路连接A/D转换电路，另一路连接电光转换模块，所述电光转换模块通过复合光缆中的信号传输光纤连接解码器；
所述解码器设有视频解码电路、光电转换模块、D/A转换电路、视频信号放大电路、激光器、激光功率调节电路；
所述解码器的激光器连接激光功率调节电路，所述激光功率调节电路连接视频解码电路，所述视频解码电路一路连接光电转换模块，另一路连接D/A转换电路，所述D/A转换电路连接视频信号放大电路，还原视频信号。
2.根据权利要求1所述的一种具有视频编解码的激光供电装置，其特征在于：所述视频编码电路和视频解码电路均设有XC3S50AVQ100芯片。
3.根据权利要求1所述的一种具有视频编解码的激光供电装置，其特征在于：所述信号传输和能量传输复合光缆由信号传输光纤和能量传输光纤组成，所述信号传输光纤采用单模光纤，所述能量传输光纤采用大芯径多模光纤。
4.根据权利要求1所述的一种具有视频编解码的激光供电装置，其特征在于：所述激光电源电路设有MAX922芯片、TPS76430芯片以及TPS73701芯片。
5.根据权利要求1所述的一种具有视频编解码的激光供电装置，其特征在于：所述激光器采用传能激光器。
6.根据权利要求1所述的一种具有视频编解码的激光供电装置，其特征在于：所述光电转换器可将传能光纤中的光能转化为电能。
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