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光纤通信做为一种新兴的高性能的串行通信技术,已经在电力领域逐步展开应用。目前的光纤通信模块大多使用 FPGA 或DSP 技术实现信号解调,虽然其传输速度快、效率高,但是成本高、技术复杂,而且对于传输距离、电器隔离特性、可靠性、产品成本参数等都有极高的要求。而电力行业对光纤的应用主要还是集中在强电的控制方面,现场环境对光纤模块的通信速度要求较低。所以,在电力系统的工程实际中,由于现场情况复杂、干扰信号繁多,致使高成本的高速光纤通信技术的应用并不十分理想。鉴于光纤通信技术在电力系统中的应用现状,本文提出一种MC3361+MCU结构的低速光纤通信模块设计方案。硬件成本低、软件流程简单、性能稳定,输出信号为工业标准RS485($49.9800) 信号或RS232($780.5000) 信号,可直接与各种电力设备连接,非常适合在电力系统中广泛使用。
调制原理
光纤通信系统由MCU通过内部程序控制通过PWM 接口完成调制。外部设备与模块通过串行接口(包括RS232 接口或RS485 接口)连接,模块接收到数据后,首先将数据传输给MCU,MCU 通过UART 接口接收到数据,MCU通过程序控制输出BFSK 调制信号,调制后的信号直接发送至光纤发射接口发送出去。进行BFSK 调制时使用MCU 串行接口接收外部设备发送的数据,BFSK的调制频率由程序控制,信号“1”对应于270KHz 载频,信号“0”对应于240KHz 载频,波形如图2 所示,上边的波形为未经调制的信号,下边的波形为经调制后的信号。MCU 将调制后的载频信号通过PWM方式发送至光纤发射接口,电信号转换成光信号。调制硬件原理框图如图1 所示。
图1 调制硬件原理框图
图2 调制前后信号的波形图
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