高精密光傳輸放大系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

　　摘要：本文介紹了一種將電信號高精密放大后轉(zhuǎn)換成光信號進行隔離傳輸?shù)南到y(tǒng)，詳細論述了該系統(tǒng)的性能特點和工作原理。通過現(xiàn)場測試及實際運行，驗證了該系統(tǒng)能在復雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定可靠地傳輸數(shù)據(jù)。

　　引言

　　在現(xiàn)代復雜的強電磁干擾環(huán)境下，電磁輻射對傳輸線路的影響較大，容易引進噪聲，為了快速準確地傳輸數(shù)據(jù)，下面介紹一種以光為介質(zhì)的高精密光傳輸系統(tǒng)，它將現(xiàn)場采樣到的微弱電信號進行精密放大后轉(zhuǎn)換成光信號傳輸，最后再還原成電信號，實現(xiàn)了信號在復雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定可靠的傳輸。

　　1 系統(tǒng)構成

　　本傳輸放大系統(tǒng)由信號放大電路和光傳輸電路組成。系統(tǒng)框圖見圖1。

　　1.1 信號放大電路

　　在試驗現(xiàn)場，傳感器檢測到的輸出電信號一般很小，而且往往含有噪聲和干擾，若要對傳感器輸出的微弱信號進行A/D轉(zhuǎn)換、高精度計算、顯示等處理，就必須對其進行精密放大。集成運算放大器是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路，具有增益高、輸入電阻大、輸出電阻低、共模抑制比高、失調(diào)與漂移小等優(yōu)點，是電路設計中使用非常普遍的器件^[1]。因此，正確合理地利用集成運算放大器，減少信號在傳輸中的誤差，對于提高信號精度，確保測量數(shù)據(jù)的準確性具有重要的作用。圖2為一反相輸入放大器。本系統(tǒng)中為了提高精度，IC芯片選用運算放大器OPA2277。

　　OPA2277是美國TI公司生產(chǎn)的通用型高精度運算放大器，該芯片包含兩路運算放大電路，失調(diào)電壓與漂移電壓小，其工作電壓為±5V～±15V，工作溫度–40℃～85℃，增益帶寬1MHz。每路運放均為反相輸入放大器，引入反饋后的閉環(huán)增益為