[发明专利]一种基于光纤信能传输的声音传输系统

说明书

本发明公开了一种基于光纤信能传输的声音传输系统，包括布设于中心站的声音接收单元、信号处理单元和电光转换单元，布设于基站的光电转换单元、交直流分离单元和声音还原单元，以及光纤；声音接收单元将音频信号转换为交流电信号；信号处理单元将交流电信号与直流源产生的直流电信号叠加成交直流混叠电信号；电光转换单元将交直流混叠电信号转换为能量光和信号光，并经光纤传输至基站；光电转换单元将能量光和信号光还原成交直流混叠电信号，直流分离单元分离出交流电信号与直流电信号，直流电信号用来给基站中有源器件供能，交流电信号经声音还原单元还原成音频信号。本发明实现了音频信息长距离的安全传输和高质量还原，适用范围广。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于光纤信能传输的声音传输系统。

背景技术

光纤兼备信息传递和感知的能力，拥有柔性质轻、耐高温和腐蚀、损耗度极低、无源、抗电磁干扰等优良物理特性，光纤传感展现出了巨大的应用潜力。光纤传感中备受关注的光纤信能共传技术，该技术利用光纤将信号光和能量光从中心站传输到基站。信号光经基站中的光伏器件转换成电信号，传递电信号给基站中的有源器件，对电信号进行处理。能量光通过光伏器件转换成电能，给基站中的有源器件进行供电。光纤信能共传技术将信号的产生和处理，以及能量产生等复杂设备集中在中心站，简化了基站的结构，降低了基站的功耗和成本。并且通过光纤传能可实现远端基站的无源化，大大降低了供电布线难度。

对于一些强磁场、强电场的特殊环境，以及抢险救灾、岛屿通信、军事通信等特殊场合，目前的声音传输系统普遍存在搭建复杂且成本高，而且需要大量铺设电线，并采用有源器件，存在安全隐患。

发明内容

为解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供了一种基于光纤信能传输的声音传输系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于光纤信能传输的声音传输系统，包括布设于中心站的声音接收单元、信号处理单元和电光转换单元，布设于基站的光电转换单元、交直流分离单元和声音还原单元，以及光纤；

所述声音接收单元用来接收音频信号并将音频信号转换为交流电信号；所述信号处理单元进一步包括滤波去噪子单元和驱动调制子单元，其中，滤波去噪子单元用来给交流电信号进行滤波去噪；驱动调制子单元用来将滤波去噪后的交流电信号调制到由直流源产生的直流电信号上，叠加成交直流混叠电信号，并将交直流混叠电信号加载到电光转换单元上；所述电光转换单元用来将交直流混叠电信号转换为能量光和信号光；

所述光纤用来将能量光和信号光传输至光电转换单元；所述光电转换单元用来将能量光和信号光还原成交直流混叠电信号；所述交直流分离单元用来从交直流混叠电信号中分离出交流电信号和直流电信号，分离出的直流电信号用来给基站供能；所述声音还原单元用来将分离出的交流电信号还原成音频信号。

在一些具体实施方式中，交直流分离单元包括两条并联支路，第一条支路为串联的电感器和第一可变电阻器，第二条支路为串联的电容器和第二可变电阻器；交直流混叠电信号输入到交直流分离单元，在第一可变电阻器两端得到分离出的直流电信号，在第二可变电阻器两端得到分离出的交流电信号。

在一些具体实施方式中，滤波去噪子单元进一步包括串联的低通滤波器和高通滤波器，低通滤波器用来过滤掉交流电信号中的低频噪声，高通滤波器用来过滤掉交流电信号中的高频噪声。

在一些具体实施方式中，低通滤波器采用两个运算放大器构建。

在一些具体实施方式中，高通滤波器采用两个运算放大器构建。

在一些具体实施方式中，驱动调制子单元包括第一运放稳压子单元、第二运放稳压子单元和加法器；第一运放稳压子单元用来对交流电信号进行放大稳压，第二运放稳压子单元用来对直流源产生的直流电信号进行放大稳压，加法器用来将第一运放稳压子单元输出的交流电信号调制到第二运放稳压子单元输出的直流电信号上，获得交直流混叠电信号。