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专利名称：一种光电数据转换装置的制作方法
技术领域：
一种光电数据转换装置技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种光电数据转换装置。
技术背景[0002]地震数据采集是地震勘探作业中的重要环节之一，要求不失真地接收记录地震波。地震数据采集系统必须具有大动态范围、低噪音、低漂移、宽频带和压制干扰波等能力。[0003]地震数据和命令的实时传输以及光电切换，是物探地震数据采集中一项重要的技术，它需要在采集期间完成将多通道、高分辨的地震数据转换为光信号传输给工作站，以及工作站光信号命令转换成电信号并无误码地实时转换传输。[0004]目前，在进行数据传输时，由于水下工作电缆的传输介质是电信号，而前导段仍需要使用光信号作为传输介质。因此在这两者之间需要有一个能够实现光电之间快速转换的直ο实用新型内容[0005]本实用新型所要解决的技术问题是为现有技术提供一种光电数据转换装置以将地震数据采集过程中的光信号和电信号进行快速转换。[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种光电数据转换装置，包括[0007]对电信号进行解析和处理的现场可编程逻辑阵列(FPGA)电路；[0008]与该FPGA电路相连，对以串行的低压差分信号接收的信息数据均衡处理后转换为正电压射极耦合逻辑信号、并将该正电压射极耦合逻辑信号转换为并行的电信号后发送给该FPGA电路的第一导通单元；[0009]与该FPGA电路相连，将该FPGA电路以并行的电信号发送的控制命令转换为串行的电信号并发送的第二导通单元；[0010]与该FPGA电路相连，将该FPGA电路发送来的并行的电信号转换成光信号并发送、 以及将接收的光信号转换成并行的电信号后发送给该FPGA电路的第三导通单元。[0011]优选地，该第一导通单元包括[0012]对以串行的该低压差分信号接收的信息数据均衡处理的接收均衡器；[0013]与该接收均衡器相连，对该均衡处理后的该低压差分信号转换为正电压射极耦合逻辑信号的电平转换电路；[0014]与该电平转换电路及该FPGA电路相连，将该正电压射极耦合逻辑信号转换为并行的电信号并发送给该FPGA电路的串并转换电路。[0015]优选地，该第一导通单元包括[0016]与该接收均衡器相连，对该串行的该低压差分信号进行滤波处理并将滤波处理的该串行的该低压差分信号发送给该接收均衡器的匹配电路。[0017]优选地，该匹配电路包含有具有电压钳位作用的差分并联阻抗及具有滤波作用的 RC电路。[0018]优选地，该电平转换电路包括上拉电阻组合电路。[0019]优选地，该第三导通单元包括[0020]与该FPGA电路相连，将该FPGA电路发送的并行的电信号转换成串行的电信号后发送、将接收的串行的电信号转换为并行的电信号发送给该FPGA电路的串并转换电路；[0021]与该串并转换电路相连，接收串行的电信号并对所接收的串行的电信号进行电平转换后发送的电平转换电路；[0022]与该电平转换电路相连，对经过该电平转换电路进行电平转换后的串行的电信号转换为光信号并发送、将接收的光信号转换为串行的电信号并发送给该电平转换电路的光电转换器。[0023]优选地，该电平转换电路的差分线上设置有电阻率不同的钳位电阻。[0024]与现有技术相比，本实用新型的实施例采用FPGA电路及多个导通单元，分别与地震数据采集系统中的传输装置及DPM进行信号交换，完成了光信号与电信号的快速转换。 本实用新型的实施例中，光电信号的转换速度快且功耗低，最大传输速度也较高。本实用新型的实施例采用匹配电路及多种电平转换电路，传输及信号转换过程中误码率低。本实用新型的实施例结构简单、安装方便。


[0025]图1是本实用新型实施例的光电数据转换装置结构示意图。
具体实施方式
[0026]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。[0027]如图1所示，本实用新型实施例的光电数据转换装置在应用时，分别与数据传输装置2及数据处理装置(Data Processing Modular, DPM) 3相连，可与数据传输装置2及 DPM 3进行数据交换。[0028]如图1所示，本实用新型的实施例包括主要实现对电信号进行解析和处理的现场可编程逻辑阵列(FPGA)电路1，以及均与FPGA电路1相连接的第一导通单元4、第二导通单元5以及第三导通单元6。其中第一导通单元4及第二导通单元5连接在该FPGA电路1 与该数据传输装置2之间，第三导通单元6连接在该FPGA电路1与该DPM 3之间。[0029]该第一导通单元4接收该数据传输装置2以低压差分信号(LVDS)这一电信号发送的信息数据，对该LVDS信号进行均衡处理后转换为正电压射极耦合逻辑(PECL)信号，并将该PECL信号转换为并行的电信号后发送到FPGA电路1。[0030]第二导通单元5接收FPGA电路1以并行的电信号发送的控制命令，并将该控制命令转换为串行电信号后发送到数据传输装置2。[0031]第三导通单元6将FPGA电路1发送来的并行电信号转换成串行电信号后，再将串行电信号转换成光信号发送到DPM 3;还将该DPM 3发送到光信号转换成串行电信号，并将该串行电信号转换成并行电信号发送给FPGA电路1。[0032]本实用新型的实施例采用FPGA电路1及多个导通单元，分别与数据传输装置2及DPM 3进行信号交换，功耗低，光电信号的转换速度高，且最大传输速度高。[0033]如图1所示，第一导通单元4包括相互串联的接收均衡器41、第一电平转换电路 42及第一串并转换电路43。接收均衡器41接收数据传输装置2发送来的串行的LVDS信号并进行均衡处理。第一电平转换电路42接收经接收均衡器1均衡处理后的串行的LVDS 信号，并将该均衡处理后的串行的LVDS信号转换为同样为电信号的串行的PECL信号后发送到第一串并转换电路43。第一串并转换电路43接收来自第一电平转换电路42发送的串行的PECL信号，并将该串行的PECL信号转换后并行电信号后发送到FPGA电路1。[0034]本实用新型的实施例中，该第一电平转换电路42可以是包括二极管的上拉电阻组合电路。[0035]如图1所示，本实用新型的实施例中，第一导通单元4还可以包括匹配电路44，该匹配电路44设置在该接收均衡器41与该数据传输装置2之间，可对串行的LVDS电信号进行滤波处理。[0036]本实用新型的实施例中，该匹配电路44包含有差分并联阻抗及RC电路，该差分并联阻抗由不同电阻率的匹配电阻组成，具有电压钳位作用；该RC电路具有滤波作用。[0037]本实用新型的实施例中，该第二导通单元5可以是信号收发器。[0038]如图1所示，第三导通单元6包括串联在一起的第二串并转换电路61、第二电平转换电路62及光电转换器63。第二串并转换电路61接收FPGA电路1发送来的并行的电信号，并将该并行的电信号转换成串行的PECL信号后发送到第二电平转换电路62;第二电平转换电路62接收第二串并转换电路61发送来的串行的PECL信号，并对该串行的PECL信号进行电平转换后发送到光电转换器63 ；光电转换器63将经过该第二电平转换电路62进行电平转换后的电信号转换成光信号发送到DPM 3。[0039]光电转换器63还接收DPM 3发送来的光信号，并将该光信号转换为串行的电信号后发送到第二电平转换电路62 ；第二电平转换电路62接收光电转换器63发送来的串行的电信号，并对该串行的电信号进行电平转换，并将电平转换后的串行的电信号发送到第二串并转换电路61 ；第二串并转换电路61接收第二电平转换电路62发送来的串行的电信号，并对该串行的电信号转换为并行的电信号后发送到FPGA电路1。[0040]本实用新型的实施例中，第二电平转换电路62的差分线上设置有电阻率不同的钳位电阻。由于传输双绞线上传输的是PECL的差分信号，在每根差分线上加上相适应的上拉电阻和下拉电阻，能够将PECL信号钳位在光电转换器所需的电平范围内，这样就实现了从PECL信号到光电转换器之间的电平转换。[0041]本实用新型的实施例采用匹配电路及多种电平转换电路，信号的传输及转换过程中误码率低。本实用新型的实施例结构简单、安装方便。[0042]虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.一种光电数据转换装置，其特征在于，包括对电信号进行解析和处理的现场可编程逻辑阵列(FPGA)电路； 与该FPGA电路相连，对以串行的低压差分信号接收的信息数据均衡处理后转换为正电压射极耦合逻辑信号、并将该正电压射极耦合逻辑信号转换为并行的电信号后发送给该 FPGA电路的第一导通单元；与该FPGA电路相连，将该FPGA电路以并行的电信号发送的控制命令转换为串行的电信号并发送的第二导通单元；与该FPGA电路相连，将该FPGA电路发送来的并行的电信号转换成光信号并发送、以及将接收的光信号转换成并行的电信号后发送给该FPGA电路的第三导通单元。
2.根据权利要求1所述的光电数据转换装置，其特征在于，该第一导通单元包括 对以串行的该低压差分信号接收的信息数据均衡处理的接收均衡器；与该接收均衡器相连，对该均衡处理后的该低压差分信号转换为正电压射极耦合逻辑信号的电平转换电路；与该电平转换电路及该FPGA电路相连，将该正电压射极耦合逻辑信号转换为并行的电信号并发送给该FPGA电路的串并转换电路。
3.根据权利要求2所述的光电数据转换装置，其特征在于，该第一导通单元包括与该接收均衡器相连，对该串行的该低压差分信号进行滤波处理并将滤波处理的该串行的该低压差分信号发送给该接收均衡器的匹配电路。
4.根据权利要求3所述的光电数据转换装置，其特征在于该匹配电路包含有具有电压钳位作用的差分并联阻抗及具有滤波作用的RC电路。
5.根据权利要求2、3或4所述的光电数据转换装置，其特征在于 该电平转换电路包括上拉电阻组合电路。
6.根据权利要求1所述的光电数据转换装置，其特征在于，该第三导通单元包括 与该FPGA电路相连，将该FPGA电路发送的并行的电信号转换成串行的电信号后发送、将接收的串行的电信号转换为并行的电信号发送给该FPGA电路的串并转换电路；与该串并转换电路相连，接收串行的电信号并对所接收的串行的电信号进行电平转换后发送的电平转换电路；与该电平转换电路相连，对经过该电平转换电路进行电平转换后的串行的电信号转换为光信号并发送、将接收的光信号转换为串行的电信号并发送给该电平转换电路的光电转换器。
7.根据权利要求6所述的光电数据转换装置，其特征在于 该电平转换电路的差分线上设置有电阻率不同的钳位电阻。
专利摘要本实用新型公开了一种光电数据转换装置，以将地震数据采集过程中的光信号和电信号进行快速转换，该装置包括对电信号进行解析和处理的FPGA电路；对以串行的低压差分信号接收的信息数据均衡处理后转换为正电压射极耦合逻辑信号、并将该正电压射极耦合逻辑信号转换为并行的电信号后发送给该FPGA电路的第一导通单元；将该FPGA电路以并行的电信号发送的控制命令转换为串行的电信号并发送的第二导通单元；将该FPGA电路发送来的并行的电信号转换成光信号并发送、以及将接收的光信号转换成并行的电信号后发送给该FPGA电路的第三导通单元。完成了光信号与电信号的快速转换。
文档编号G01V1/22GK202305829SQ20112041577
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者曾翔, 朱耀强, 阮福明, 黄龙君 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司