拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖應(yīng)用，具體地，涉及一種拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝 置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)字化拖曳式線列陣聲納中，水下線列陣需要將大量的水聽器信號進(jìn)行信號調(diào) 理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、然后編碼上傳到干端進(jìn)行處理，故而編碼后的信號一般都采用光纖傳輸。但 是光纖具有易損性，特別是在拖曳線列陣這種移動頻繁，收放頻繁的設(shè)備中發(fā)生光纖損壞 的概率會更大；而一旦光纖損壞，除了返廠拆解維修外別無它法。
[0003] 基于以上情形，為了降低因光纖損壞而帶來信號傳輸中斷的概率，提高聲納線列 陣的任務(wù)可靠性，因此急需一種具有自動切換功能的光電轉(zhuǎn)換單元電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓?電轉(zhuǎn)換裝置、系統(tǒng)及方法。從而當(dāng)一跟光纖發(fā)生損壞后，可以切換到另一根光纖繼續(xù)工作。 由于光電轉(zhuǎn)換模塊差分輸出信號（TX+，TX-)的輸出阻抗小，無法直接并聯(lián)，如果直接并聯(lián) 將會導(dǎo)致輸出電平發(fā)生變化并影響數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性，且容易燒壞光電轉(zhuǎn)換模塊，于是在光 電轉(zhuǎn)換單元電路中加入繼電器。本發(fā)明在不增加線列陣整體設(shè)計結(jié)構(gòu)的前提下，增加了拖 曳線列陣的耐用性；對于容易損壞的光纖增加了備份，提高了信號傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0005] 根據(jù)本發(fā)明提的一個方面供的拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置，包括多 個并聯(lián)的光電轉(zhuǎn)換單元電路；
[0006] 所述光電轉(zhuǎn)換單元電路包括電源芯片、光電轉(zhuǎn)換模塊、繼電器以及差分信號連接 器；
[0007] 所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括繼電器控制模塊、上行光電轉(zhuǎn)換模塊和下行光電轉(zhuǎn)換模 塊；
[0008] 所述繼電器控制模塊連接所述繼電器的控制回路，用于當(dāng)上行光電轉(zhuǎn)換模塊與光 纖連接成功后控制所述繼電器的開關(guān)回路由初始的短路狀態(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)；所述上行光 電轉(zhuǎn)換模塊通過所述繼電器的開關(guān)回路連接所述差分信號連接器的上傳端；
[0009] 所述差分信號連接器的下傳端連接所述下行光電轉(zhuǎn)換模塊；
[0010] 所述電源芯片用于給光電轉(zhuǎn)換模塊和繼電器的控制回路提供電能。
[0011] 優(yōu)選地，還包括差分電信號線、光纖和接口；
[0012] 所述差分信號連接器通過差分電信號線連接所述接口；所述上行光電轉(zhuǎn)換模塊和 下行光電轉(zhuǎn)換模塊均連接所述光纖；
[0013] 所述下行光電轉(zhuǎn)換模塊用于將通過差分信號連接器4接收到的差分電信號轉(zhuǎn)換 為光信號并通過光纖下傳；
[0014] 所述上行光電轉(zhuǎn)換模塊用于將通過光纖上發(fā)的光信號轉(zhuǎn)換為差分電信號上傳。
[0015] 優(yōu)選地，所述電源芯片用于提供3. 3V的電壓值。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明提的另一個方面提供的適于拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換系 統(tǒng)，包括所述的拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置，還包括轉(zhuǎn)接段；所述轉(zhuǎn)接段通過 光纖連接所述光電轉(zhuǎn)換模塊。
[0017] 優(yōu)選地，還包括隔振段I、數(shù)字段I、聲陣段、隔陣段II和尾繩段；
[0018] 其中，所述轉(zhuǎn)接段、所述隔振段I、所述數(shù)字段I、所述聲陣段、所述隔陣段II和所 述尾繩段順次設(shè)置；
[0019] 所述轉(zhuǎn)接段電氣連接所述數(shù)字段I，所述數(shù)字段I電氣連接所述聲振段；
[0020] 所述轉(zhuǎn)接段用于將上位機(jī)通過所述拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置下 發(fā)的控制參數(shù)光信號下發(fā)給數(shù)字段I以及將聲納光信號通過所述拖曳線列陣聲納信號傳 輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置上傳給上位機(jī)；所述數(shù)字段I用于將所述控制參數(shù)光信號轉(zhuǎn)換為控制參 數(shù)電信號下發(fā)給聲振段以及將聲納電信號轉(zhuǎn)換為聲納光信號上傳給轉(zhuǎn)接段；所述聲振段用 于接收所述控制參數(shù)電信號以及將采集到的聲納電信號上傳給數(shù)字段I。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明提的再一個方面提供所述的拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝 置的使用方法，包括如下步驟：
[0022] 步驟1 ;初始化；
[0023] 步驟2 :選取一光電轉(zhuǎn)換單元電路；
[0024] 步驟3 :判斷該光電轉(zhuǎn)換單元電路對應(yīng)的光纖和上行光電轉(zhuǎn)換模塊是否連接成 功；若連接成功，則進(jìn)入步驟4 ;否則，則進(jìn)入步驟5 ;
[0025] 步驟4 :當(dāng)該光電轉(zhuǎn)換單元電路對應(yīng)的光纖和上行光電轉(zhuǎn)換模塊連接成功，該光 電轉(zhuǎn)換單元電路對應(yīng)的繼電器控制模塊輸出的連接狀態(tài)信號為高電平信號，該高電平信號 控制對應(yīng)的繼電器的開關(guān)回路切換為導(dǎo)通狀態(tài)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)的上行光電轉(zhuǎn)換模塊向 差分信號連接器的連接；流程結(jié)束；
[0026] 步驟5 :當(dāng)該光電轉(zhuǎn)換單元電路對應(yīng)的光纖和上行光電轉(zhuǎn)換模塊之間沒有連接成 功，該光電轉(zhuǎn)換單元電路對應(yīng)的繼電器控制模塊輸出的連接狀態(tài)信號為低電平信號，該低 電平信號控制對應(yīng)的繼電器的開關(guān)回路保持?jǐn)嗦窢顟B(tài)，從而對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換模塊和差分信 號連接器保持?jǐn)嚅_；然后進(jìn)入步驟6 ;
[0027] 步驟6 :選取另一個光電轉(zhuǎn)換單元電路，然后進(jìn)入步驟3繼續(xù)執(zhí)行判斷。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0029] 1、故障率低，本發(fā)明相比以前只在拖線陣接口外部給光纖備份的設(shè)計方案，在拖 纜內(nèi)部也增加了光纖備份，即設(shè)置多個并聯(lián)的光電轉(zhuǎn)換單元電路，大大降低了拖曳線列陣 中由于光纖損壞而導(dǎo)致信號傳輸中斷的概率；
[0030] 2、維護(hù)性更方便，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，即使發(fā)生了故障，維修也會相比以前更方便， 只需更換光電轉(zhuǎn)換單元即可，省去了故障排查的時間；
[0031] 3、通用性，本發(fā)明對于其他領(lǐng)域使用光纖進(jìn)行通信的移動設(shè)備具有通用性；
[0032] 4、成本低，本發(fā)明通過減少生產(chǎn)、調(diào)試過程中故障發(fā)生概率，以及增加維修的方便 性，可以提高拖線陣的生產(chǎn)效率，降低整個拖線陣成本。
【附圖說明】
[0033] 通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0034] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明中聲納拖曳線列陣聲納信號傳輸中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖中：
[0037] 峰一^表示線路之間經(jīng)過光耦隔離；
[0038] 表不雙向通?目；
[0039] -表示單向通信；
[0040] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)的框圖。
[0041 ]圖中：
[0042] 1為電源芯片；
[0043] 2為第一光電轉(zhuǎn)換模塊；
[0044] 3為第一繼電器；
[0045] 4為差分信號連接器；
[0046] 5為光電轉(zhuǎn)換單元電路；
[0047] 6為光釬；
[0048] 7 為接口；
[0049] 8為第一差分電信號線；
[0050] 9為第二差分電信號線；
[0051] 10為轉(zhuǎn)接段；
[0052] 11為隔振段I ;
[0053] 12為數(shù)字段I ;
[0054] 13為聲陣段A ;
[0055] 14為聲陣段B ;
[0056] 15為隔振段II;
[0057] 16為尾繩段。
【具體實施方式】
[0058] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0059] 在本實施例中，本發(fā)明提供的拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置，包括多 個并聯(lián)的光電轉(zhuǎn)換單元電路；
[0060] 所述光電轉(zhuǎn)換單元電路包括電源芯片1、光電轉(zhuǎn)換模塊2、繼電器3以及差分信號 連接器4 ;所述光電轉(zhuǎn)換模塊2包括繼電器控制模塊、上行光電轉(zhuǎn)換模塊和下行光電轉(zhuǎn)換模 塊；所述繼電器控制模塊連接所述繼電器3的控制回路，用于當(dāng)上行光電轉(zhuǎn)換模塊與光纖 連接成功后控制所述繼電器3的開關(guān)回路由初始的短路狀態(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)；所述上行光 電轉(zhuǎn)換模塊通過所述繼電器3的開關(guān)回路連接所述差分信號連接器4的上傳端；所述差分 信號連接器4的下傳端連接所述下行光電轉(zhuǎn)換模塊；所述電源芯片1用于給光電轉(zhuǎn)換模塊 2和繼電器3的控制回路提供電能。
[0061] 本發(fā)明提供的拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置，還包括差分電信號線、 光纖6和接口 7 ;所述差分信號連接器4通過差分電信號線連接所述接口 7 ;所述上行光電 轉(zhuǎn)換模塊和下行光電轉(zhuǎn)換模塊均連接所述光纖6 ;所述下行光電轉(zhuǎn)換模塊用于將通過差分 信號連接器4接收到的差分電信號轉(zhuǎn)換為光信號并通過光纖6下傳；所述上行光電轉(zhuǎn)換模 塊用于將通過光纖6上發(fā)的光信號轉(zhuǎn)換為差分電信號上傳。所述電源芯片1用于提供3. 3V 的電壓值。
[0062] 本發(fā)明提供的拖曳線列陣聲納信號傳輸?shù)墓怆娹D(zhuǎn)換裝置，包括多個并聯(lián)的光電轉(zhuǎn) 換單元電路；使得當(dāng)一跟光纖，即一個光電轉(zhuǎn)換單元電路發(fā)生損壞后，可以通過鏈接另一根 光纖，即另一個光電轉(zhuǎn)換單元電路而使聲納線列陣正常工作。光電轉(zhuǎn)換模塊2將通過差