具有偏移消除和电流线性化的光学电流换能器的制造方法
【专利摘要】本发明题为具有偏移消除和电流线性化的光学电流换能器。提供一种与光纤电流换能器一起使用的系统。该系统包括处理单元，其配置成将第一光信号换能为第一电信号。处理单元还配置成将第二光信号换能为第二电信号。处理单元配置成通过迫使第一电信号和第二电信号基于相同标幺制，从第一电信号和第二电信号中去除偏移。此外，处理单元配置成组合第一电信号和第二电信号，以产生合成信号，合成信号没有偏移。以及处理单元还配置成线性化合成信号，以产生指示在设置成接近FOCT的导体中流动的电流的输出电流。
【专利说明】
具有偏移消除和电流线性化的光学电流换能器
技术领域
[0001]本公开一般涉及光学电流换能器。更具体来说，本公开涉及具有偏移消除的光学电流换能器。
【背景技术】
[0002]高压传输线要求持久电流或电压监测，以便减轻故障。具体来说，快速可靠地检测电流瞬变的能力是极为重要的，因为保护电路必须充分及时作出反应以隔离或去除能够损坏位于传输线的任一端的设备的短路。
[0003]在一些应用中，大电流瞬变能够使用传统铁芯电流变压器来测量。这类变压器包括高费用陶瓷绝缘体，其用来提供变压器的绕组之间的充分隔离。因此，当考虑大电力分配网络中的部署时，铁芯变压器可能不是经济解决方案。但是，最重要的是，这些变压器具有不合需要的性能特性。即，它们因其铁芯的滞后而会在所测量电流信号中引入显著失真。
[0004]光纤电流换能器(FOCT)用作备选技术以避免上述问题;FOCT费用不太高(当应用于高压线路时)，并且它们具有优良性能。它们根据作为磁光效应的法拉第旋转原理进行操作，由此响应大电流瞬变的发生所感应的磁场而观察放置在传输线附近的光纤波导中限定的光束的偏振平面的旋转。旋转角与沿光的传播方向的磁场的分量成线性比例，并且因此角的变化与磁场强度(其又能够用来计算电流)相互关连。
[0005]典型的基于反射的FOCT测量系统包括具有与其附连的三个光纤的光学组件的模块。光纤(数据光纤)的两个连接到接收器，以及第三光纤是低双折射光纤(LBF)，其卷绕传输线或导体。
[0006]在模块内部，存在在零度使光偏振的偏光器。在使光偏振之后，使用法拉第旋转器将它旋转22.5度。从旋转器，光进入LBF，其中它通过传输线中的电流所感应的磁场进一步旋转。在LBF的末端，存在反射镜，其将光反射回旋转器，旋转器将光旋转另一个22.5度。在第二旋转之后，光分为两个分量，其由接收器换能为表示为“X”和“Y”的两个电信号。
[0007]法拉第旋转器可引起X和Y分量中的显著误差。这些误差表示为每个信号中的DC偏移，并且它们归因于在组成法拉第旋转器的晶体处的温度的变化。因此，这些偏移称作“晶体偏移”。偏移还可产生于当光穿过数据光纤时发生的损失。所有这些偏移能够在估计传输线中的电流中引入显著误差。
[0008]此外，在典型FOCT中，在大电流状况(S卩，大于4000A(rms)的电流)，所测量电流通常呈现高程度的非线性度，这导致传输线中的电流的不准确估计。此外，典型FOCT无法跟踪在传输线的电流中发生的突然变化，因为它们利用慢模拟组件来处理X和Y信号。因此，常规FOCT在这些情况下还产生错误测量。
【发明内容】
[0009]按照本公开的实施例所配置的FOCT具有若干优点，其帮助减轻相干领域中已知的若干缺点。例如，本公开的实施例允许因温度变化引起的偏移从所测量信号中去除，并且因而提供比采用常规FOCT而是可能的更准确的输出。此外，按照本文所包含的理论所配置的FOCT具有如下优点:去除所测量电流波形中的非对称特征，因而使得有可能在例如使用傅立叶变换技术处理电流时提供准确信息。具体来说，按照当前实施例所配置的FOCT能够线性化所测量电流波形，因而使得有可能以高保真度来测量高达LBF的最大额定电流(S卩，高达35000 A(rms)的电流)。这些优点以及相干领域的技术人员将易于清楚知道的其他优点通过本文所公开的新实施例来提供。
[0010]在一个实施例中，本公开包含一种与光纤电流换能器一起使用的系统。该系统包括处理单元，其配置成将第一光信号换能为第一电信号。处理单元还配置成将第二光信号换能为第二电信号。此外，处理单元配置成通过迫使第一电信号和第二电信号基于相同标幺制(per unit)，从第一电信号和第二电信号中去除偏移。此外，处理单元配置成组合第一电信号和第二电信号，以产生合成信号，合成信号没有偏移。以及处理单元还配置成线性化合成信号，以产生指示在设置成接近FOCT的导体中流动的电流的输出电流。
[0011]在另一个实施例中，本公开提供一种与光纤电流换能器一起使用的系统。该系统包括处理单元，其配置成将第一光信号换能为第一电信号并且将第二光信号换能为第二电信号。处理单元能够包括调节电路，其配置成归一化第一电信号和第二电信号，并且在归一化时去除第一电信号和第二电信号中的偏移。此外，处理单元配置成组合第一电信号和第二电信号，以产生合成信号，合成信号没有偏移。以及处理单元还配置成线性化合成信号，以产生指示在设置成接近FOCT的导体中流动的电流的输出电流。
[0012]在又一实施例中，本公开包含一种方法，包括由系统调整第一电信号和第二电信号，直到两种电信号均基于相同标幺制。该方法还包括由系统去除经调整的第一电信号和第二电信号的每个中存在的偏移。该方法包括组合第一电信号和第二电信号，以产生合成信号，合成信号没有偏移。此外，该方法包括线性化合成信号，以产生指示在设置成接近FOCT的导体中流动的电流的输出电流。
[0013]下面参照附图详细描述附加特征和优点以及各个实施例的结构和操作。要注意，本公开并不局限于本文所述的具体实施例。这类实施例仅为了便于说明而提供。附加实施例将是相干领域的技术人员基于本文包含的理论显而易见的。
[0014]技术方案1:一种与光纤电流换能器(FOCT) —起使用的系统，所述系统包括:
处理单元，配置成(i)将第一光信号换能为第一电信号，并且(ii)将第二光信号换能为第二电信号；
其中所述处理单元还配置成通过迫使所述第一电信号和所述第二电信号基于相同标幺制，从所述第一电信号和所述第二电信号中去除偏移；
其中所述处理单元还配置成组合所述第一电信号和所述第二电信号，以产生合成信号，所述合成信号没有所述偏移；以及
其中所述处理单元还配置成线性化所述合成信号，以产生指示在设置成接近所述FOCT的导体中流动的电流的输出电流。
[0015]技术方案2:如技术方案I所述的系统，其中，所述偏移通过在所述FOCT中包含的晶体的温度的变化所引起，所述晶体配置成传递所述第一光信号和所述第二光信号。
[0016]技术方案3:如技术方案I所述的系统，其中，所述处理单元配置成通过检测所述合成信号的峰值来线性化所述合成信号。
[0017]技术方案4:如技术方案3所述的系统，其中，所述处理单元配置成检测所述合成信号的循环的所述峰值。
[0018]技术方案5:如技术方案3所述的系统，其中，所述处理单元配置成基于校正系数来线性化所述合成信号。
[0019]技术方案6:如技术方案5所述的系统，其中，所述校正系数基于所述峰值。
[0020]技术方案7:如技术方案I所述的系统，其中，所述处理单元配置成通过将所述第一电信号与第一调节信号求和并且通过将所述第二电信号与第二调节信号求和，去除所述偏移。
[0021]技术方案8:如技术方案7所述的系统，其中，所述第一调节信号和所述第二调节信号各为积分调节器所提供的数模转换信号。
[0022]技术方案9:如技术方案I所述的系统，其中，所述处理单元包括推挽调节器，其配置成监测所述第一电信号与所述第二电信号之间的DC偏移的差。
[0023]技术方案10:如技术方案9所述的系统，其中，所述推挽调节器还配置成调整所述第一电信号和所述第二电信号，直到两种信号相等。
[0024]技术方案11:一种与光纤电流换能器(FOCT) —起使用的系统，所述系统包括:
处理单元，配置成将第一光信号换能为第一电信号并且将第二光信号换能为第二电信号，其中所述处理单元包括调节电路，其配置成(i)归一化所述第一电信号和所述第二电信号，并且(ii)在归一化时去除所述第一电信号和所述第二电信号中的偏移；
其中所述处理单元还配置成组合所述第一电信号和所述第二电信号，以产生合成信号，所述合成信号没有所述偏移；以及
所述处理单元还配置成线性化所述合成信号，以产生指示在设置成接近所述FOCT的导体中流动的电流的输出电流。
[0025]技术方案12:如技术方案11所述的系统，其中，所述偏移通过在所述FOCT中包含的晶体的温度的变化所引起，所述晶体配置成传递所述第一光信号和所述第二光信号。
[0026]技术方案13:如技术方案11所述的系统，其中，所述处理单元配置成通过将所述第一电信号与第一调节信号求和并且通过将所述第二电信号与第二调节信号求和，去除所述偏移。
[0027]技术方案14:如技术方案13所述的系统，其中，所述第一调节信号和所述第二调节信号各为积分调节器所提供的数模转换信号。
[0028]技术方案15:—种方法，包括:
由配置成将第一光信号换能为第一电信号并且将第二光信号换能为第二电信号的系统来调整所述第一电信号和所述第二电信号，直到两种电信号基于相同标幺制；
由所述系统去除所述经调整的第一电信号和第二电信号的每个中存在的偏移；
组合所述第一电信号和所述第二电信号，以产生合成信号，所述合成信号没有所述偏移；以及
线性化所述合成信号，以产生指示在设置成接近所述FOCT的导体中流动的电流的输出电流。
【附图说明】
[0029]说明性实施例可采取各种组件和组件的布置的形式。说明性实施例在附图中示出，附图中，相似参考标号在各个附图中可通篇表示对应或相似部件。附图仅为了便于示出实施例，而并不是要被理解为限制本公开。给定附图的以下操作性描述，本公开的新方面对本领域的技术人员应当变得显而易见。
[0030]图1是按照示范实施例的光纤电流换能器系统配置的图示。
[0031]图2A是按照示范实施例的接收器或解码器系统的图示。
[0032]图2B是图2A的示范系统中包含的子系统的图示。
[0033]图3是按照示范实施例的另一个系统的图示。
[0034]图4是示出按照示范实施例、用于去除偏移的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0035]虽然本文中对特定应用描述了说明性实施例，但是应当理解，本公开并不局限于此。本领域的技术人员通过阅读本文所提供的理论，将会知道在本发明以及本公开在其中具有显著效用的其他领域的范围之内的其他修改、应用和实施例。
[0036]图1是按照示范实施例的光纤电流系统100换能器的图示。FOCT包括传感器模块105和接收器/解码器模块101。传感器模块105包括围绕导体113所定位的光纤115。接收器模块101包括光源107，其产生非偏振光束131供输入到分光器109。分光器109配置成将光束131分离为多个输出，仅示出其中的两个(125和126)。
[0037]将输出126馈送到光学循环器111，其允许光进入第一端口(Pl)并且经过第二端口(P2)离开。返回到光学循环器111的第二端口(P2)的光经由光学模块118定向到光纤传感器105的分光器109的第三端口(P3)。光束131耦合到光纤115，并且用作探头光束，其当电流在导体113中流动时改变偏振。光纤115中的光使用端反射镜116反射回光纤中，并且经由通路123和通路121反射回接收器101。通路123和121能够使用光纤或者本领域已知的许多其他波导装置来实现。
[0038]如上所述，光纤115中的光反射回接收器101。接收器101中包含的处理单元132配置成处理反射光，以提供(在端子129)导体113中的电流的量度。处理单元132包括换能器117和119。这些换能器配置成把来自通路123和通路121的光束分别转换为电信号X和Y。
[0039]换能器117和119能够使用PIN二极管来实现。作为举例而不是限制，每个PIN二极管可具有大约0.1 [安培/伏特]([A/W])至大约I [A/W]的范围中的响应性。换能器还能够使用其他类型的光电检测器配置来实现。例如，p-n结、光电门、有源或无源像素传感器能够用来实现换能器117和119的每个。一般来说，能够使用任何光电换能器，而没有背离本公开所考虑的范围。
[0040]处理单元132包括系统200，其配置成处理电信号X和Y，以便在端子129产生输出信号，输出信号指示导体113中的电流。虽然图1中仅示出作为处理单元132(和系统200)的输出的端子129，但是其他输出端子可存在。这可以是存储器中存储的数字值或者来自D/A转换器的模拟值。此外，虽然换能器117和119示为与系统200分离，但是在一些实现中，这些换能器能够是系统200的组成部分。
[0041 ]图2A是如以上针对图1所述的系统200的图示。要注意，系统200能够使用分立集成电路来实现，例如模数(A/D)转换器、数模转换器(DAC)、复用器(MUX)、放大器、积分调节器、推挽调节器、求和结点等。系统200还能够使用一个或多个可编程嵌入式系统(参见图3)来实现。一个或多个嵌入式系统能够提供下面将针对系统200、图2A和图2B所述的功能性。
[0042]系统200用作解码器，因为它对电信号X和Y中包含的信息进行解码。这些信号表示从光纤115反射到接收器101的光束。系统200能够包括处理器(未示出)和存储器(未示出)。处理器能够编程为运行来自存储器的指令，以便控制图2A和图2B所示的系统200的各种组件。例如，处理器能够编程为选择系统200的各种增益级的增益。信号值还能够存储在存储器中，以便允许进一步处理和/或数据记录。存储器能够与处理器和系统200的其他组件并存。
[0043]在加电时，系统200经过初始化和校准过程，其中消除DAC模块和A/D模块的固有偏移。在初始化和校准期间，增益级201的增益设置为1(或者设置为零，考虑小电流输入信号)，因为操作期间的增益通常大于1000t3DAC 221中的固有偏移通过使用增益级203取两个不同增益的数据来确定。然后通过偏移DAC 221的输出去除这个固有偏移，并且将它加入输入到DAC 221的任何信号。在校准DAC 221之后，A/D 217的偏移被计算并且存储在存储器中。类似过程使用增益级209和211、DAC 225和A/D 219进行。
[0044]系统200包括两个信号通路，各为电信号X和电信号Y其中之一所保留。这些信号通路的每个形成通道。电信号X的通路(以下称作“X信号通路”或“X通道”)包括第一增益级201，其缓冲信号X。增益级201能够编程为放大电信号X。当信号X是电流(S卩，换能器117中的光电流)时，增益级201将电信号X转换为电压信号。
[0045]增益级201是可变增益级。在系统200的操作期间，处理器步进增益级201所支持的若干增益值，直到增益级201的输出达到最佳值。例如，最佳值可对应于增益级201的输出达到处于大约4伏特至大约6伏特的范围中的电压。最佳值也能够是预定目标电压，以及处理器可在输出电压处于预定目标电压的容差之内时停止步进增益级201的增益值。
[0046]积分调节器233迫使求和结点202的输出为零。因此，积分调节器233的输出表示电信号X中包含的DC偏移。通过迫使求和结点202的输出为零，增益级203(其也是可变增益级)的增益能够较大，而没有使A/D 217饱和。
[0047]类似地，在电信号Y的通路(S卩，“Y信号通路”或“Y通道”)中，存在作为可变增益级的增益级209。处理器步进增益级209所支持的若干增益值，直到增益级209的输出达到最佳值。如先前所述，最佳值可对应于增益级209的输出达到处于大约4伏特至大约6伏特的范围中的电压。最佳值也能够是预定目标电压，以及处理器可在输出电压处于预定目标电压的容差之内时停止步进增益级209的增益值。
[0048]积分调节器231迫使求和结点204的输出为零。因此，积分调节器231的输出表示电信号Y中包含的DC偏移。通过迫使求和结点204的输出为零，增益级211(其也是可变增益级)的增益能够较大，而没有使A/D 219饱和。
[0049]系统200还包括X信号通路中的MUX 2070MUX 207将若干X通道复用为驱动器205，其驱动A/D 217 JUX 207的输入也能够包括电源数据，其能够用来将驱动器205的输出推动到电源干线。在一些实现中，MUX 207能够是16:1复用器。
[0050]将A/D217的输出235馈送到积分调节器233的输入通路。A/D 217能够是18位转换器。要注意，能够使用A/D配置、例如闪速或Σ - △或者任何其他A/D架构，而没有背离本公开的范围。此外，Y信号通路包括在架构和功能上与X信号通路的上述组件相似的组件。例如，Y信号通路包括MUX 213，其也能够用来将系统200与源自多个FOCT的多个Y信号通路进行接口。驱动器215驱动A/D 219，与驱动器205驱动A/D 217极为相似。将A/D 219的输出237馈送到积分调节器231的输入通路供进一步处理。此外，要注意，A/D 217和A/D 219必须同步，使得X和Y信号在相同时刻来取样。如果不是的话，则误差发生，这阻止两个信号正确地相加或相减。
[0051]系统200还包括积分调节器233和231的输入通路中的若干组件。例如，输出信号235在积分调节器233的输入被馈送到求和结点之前通过系数“-Γ和系数“1/G2”来缩放。使用缩放系数“-1”，因为A/D驱动器205和215是倒相运算放大器。在另一个实施例中，非倒相放大器能够用来实现驱动器205和215，其中正确缩放系数为“+I”。
[0052]两个缩放系数有效地缩放输出235的信号，以提供信号239，其表示原始X信号，但是采取数字格式。类似地，在积分调节器231的输入通路中，输出信号237通过系数“-Γ和缩放系数“1/G2”来缩放，以提供信号241，其表示也采取数字格式的原始Y信号。要注意，G2是级203的增益或者级211的增益。在操作期间，两个级均具有相同增益。但是，一般来说，增益级203和211不需要具有相同增益，因为这些增益能够通过采用其对应增益的倒数值调整各通路中的信号来消除。这类调整意味着输出239和241按照工程单位。要注意，能够使用其他单位制，而没有背离本公开的范围。
[0053]积分调节器233和231的每个输入通路中的块247和249中的“n/k”比表示在每个输入通路上能够观测信号的电压解析度。这个电压解析度通过A/D 217和A/D 219的量化等级的数量来控制。例如，在块247和249中，“η”能够为10，指示10伏特的最大电压摆动，以及“k”能够为131071，表示18位A/D 217和A/D 219的量化等级的数量。要注意，10 V对应于131071，以及-10 V对应于-131071，由此允许双极操作。此外，要注意，“η”和“k”的这些值是示范的;它们能够改变，而没有背离本公开的范围。
[0054]系统200还包括DAC221和225，其将积分调节器233和231的输出在被输入到求和结点204和202之前转换成模拟信号。块227和223中的比“m/n”只是指示数模转换的解析度。例如，“m”能够为32767，表示DAC 221和DAC 225的任一个的模拟等级的数量，以及“η”能够为10，指示10伏特的最大电压。
[0055]在系统200的操作期间，在Y信号通路上返回的标称功率与在X信号通路上返回的标称功率是不同的，因为不同损耗能够在每个通道中发生。这些损耗对应于小于I的增益。因此，推挽调节器229配置成调整X信号通路和Y信号通路中的增益，以便迫使电信号X和电信号Y的每个基于相同标么制。这经由求和结点242和244并且通过缩放积分调节器233和231的输出发生。这补偿因温度变化、晶体偏移和光学组件中存在的其他损耗而引起的损耗。
[0056]一旦推挽调节器229校正了增益，电信号Y则能够从电信号X中被减去，并且任何DC分量将被消除。信号243和245分别对应于电信号X和/或电信号Y中的DC偏移。推挽调节器229确保当存在光源107的输出功率的突然变化时仍然能够执行偏移去除。这是重要的，因为在一些实现中，积分调节器233和231在迫使求和结点202和204的输出为零中可以比较慢。因此，由于推挽调节器229的操作，将去除因失真而会出现在所测量电流中的任何AC分量。
[0057]系统200能够配置成提供低电流状况和高电流状况中的准确电流测量。例如，当相加X和Y信号以得到所测量电流时，其AC分量被消除，而只有DC分量保留。这在导体113中的电流处于低电流状况、即低于大约4000 A (rms)时发生。
[0058]在高电流状况(S卩，对于大于4000 A (rms)的导体113中的电流)中，所测量电流中的AC波形的负区间的区域大于其正区间中的区域。这两个区域之间的差随较大电流而增长。因此，在大电流测量期间，DC信号将通过电流的负部分来支配，并且将具有两倍于负区间中的波形的基频。
[0059]因此，如果DC信号经过低通滤波，则输出将随着大电流测量而衰减。这个衰减对应于稳态光功率的所感知降低。系统200能够配置成检测捕获光源的真实功率值所需的各循环中的最大值。这使用作为电流校正系数的最大值与所感知功率值之比进行。这将非线性误差消除到I Pu电流、即引起稳态值的45度变化的电流电平。下面针对图2A来描述能够实现这些功能的系统200的子系统260。
[0060]子系统260(图2B)利用来自X信号(信号243)的所提取DC偏移、来自Y信号(信号245)的所提取DC偏移、推挽调节器229的输出(S卩，信号251)、原始X信号239和原始Y信号241。原始信号与输出251相乘，以便将信号置于基于相同标幺制，然后它们与其对应DC偏移相组合。所产生合成信号然后馈送到块261，其配置成检测合成信号的电流循环中的最大数。当信号基于相同标么制时，它们能够相加或相减。当相加信号时，消除信号的AC部分。当相减信号时，消除DC分量。相干领域的技术人员将易于理解，用于动态检测来自信号的最大值(基于每循环)的共同部件能够用来实现块261。例如，峰值检测器能够用来实现块261。
[0061]一旦检测电流循环中的最大值，采用子系统260所计算的校正系数271来校正合成信号。计算使用多个求和结点、乘法结点和除法结点(267、265、269)并且采用最大值选择器263(具有I的最大值和输入)来实现。DC电力通过2的系数来缩放，进入除法结点265。校正输出电流129(也在图1中示出)是导体113中感应的电流的高保真测量。
[0062]图3是按照一实施例的系统300的图示。系统300能够执行以上针对系统200所述的全部功能。此外，系统300是使用可编程硬件所实现的专用系统。系统300的功能能够通过软件和/或固件来编程，软件和/或固件能够加载到计算机可读介质(其能够由系统300来读取，以便使系统300运行功能的一个或多个)上。
[0063]系统300能够使用芯片上系统(SoC)、嵌入式计算机和微控制器的至少一个来实现。系统300能够包括耦合到存储器装置的处理单元。存储器能够具有其上存储的指令，指令配置成使处理单元运行以上针对系统200所述的各种功能。
[0064]系统300能够包括一个或多个硬件和/或软件(或固件)组件，其配置成对于与本文所述的各种功能和应用相关的信息进行取、解码、运行、存储、分析、分配、评估和/或分类。在一些实施例中，整个系统300可位于接近传输线(即，图1中的导体113)。在其他实施例中，系统300的一些组件可位于远离传输线、即远离测量站点。
[0065]系统300能够包括一个或多个处理单元311、存储装置315、存储器301、输入/输出(I/O)模块309和通信网络接口 313。系统300能够经由网络接口 313连接到通信网络317。因此，系统300能够在通信上耦合到数据库319。虽然图3仅示出一个数据库(数据库319)，但是相干领域的技术人员将易于理解，系统300可在通信上耦合到若干数据库。
[0066]系统300能够配置成用作客户端装置，其经由网络40在通信上耦合到服务器(未示出)。服务器可位于一个数据中心或者分布于多个数据中心。在一些实施例中，I/o模块309包括用于用户输入的小键盘。在其他实施例中，I/O模块309能够包括用于输入的触摸屏界面以及用于视觉输出的一个或多个显示器、例如视屏。
[0067]处理单元311能够包括一个或多个处理装置或核心(未示出)。此外，如图3所示，处理单元311能够在通信上耦合到存储装置315、存储器301、I/O模块309和网络接口 313。因此，处理单元311可配置成运行软件或固件指令、例程或者子例程，其设计成使处理单元311执行符合本公开的实施例的多种功能和/或操作。在一个示范实施例中，指令能够加载到存储器301的各种模块中，以供处理单元311运行。指令还能够由处理单元311从数据库319、存储装置315中取出，或者它们可从I/O模块309提供给处理单元311。
[0068]存储装置315能够包括易失性或者非易失性、磁、半导体、磁带、光、可拆卸、不可拆卸、只读、随机存取或者其他类型的存储装置或计算机可读计算机介质。此外，存储装置315能够配置成记录在系统300的操作期间所处理、记录或收集的数据。数据能够按照符合数据存储装置的多种方式来加时戳加时戳、分类、索引或组织，而没有背离本公开的范围。
[0069]通信网络接口313包括一个或多个组件，其配置成经由通信网络317来传送和接收数据。这些组件能够包括一个或多个调制器、解调器、复用器、解复用器、网络通信装置、无线装置、天线、调制解调器以及任何其他类型的装置，其配置成实现经由任何适当通信网络的数据通信。此外，通信网络317能够是允许一个或多个计算系统之间的通信的任何适当网络，例如因特网、局域网或广域网。
[0070]存储器301能够包括初始化和校准模块303，其配置成使处理单元311初始化和校准系统300，如以上针对系统200所述。此外，存储器301能够包括X偏移去除模块305，其配置成使处理单元311从一个换能器(未示出)接收电信号X，并且从电信号X中去除偏移。此外，存储器301能够包括Y偏移去除模块307，其配置成使处理单元311从另一个换能器(未示出)接收电信号Y，并且从电信号Y中去除偏移。
[0071]存储器301还能够包括归一化模块308，其配置成归一化电信号Y和电信号X，其中归一化包括使电信号X和电信号Y基于相同标么制。总之，虽然仅相对存储器301来描述几个模块，但是应当理解，系统200的全部功能能够采取存储器301的模块的形式来实现。此外，存储器301能够包括线性化模块310，其配置成校正输出电流中的非线性度，如针对子系统260所述。
[0072]提出了系统200的结构和功能以及示范系统200中包含的各种模块，现在描述符合本公开的实施例的操作。这类操作能够包括运行使用先前所述示范系统去除DC偏移的方法。
[0073]图4是示出按照一实施例的方法400的流程图。方法400能够使用上述示范系统来运行。此外，它也可用来去除电信号中的偏移，也将一个或多个电信号调整为基于相同标幺制。要注意，虽然在从FOCT光信号所换能的电信号的上下文中论述方法400，但是方法400并不局限于只有这类应用。具体来说，方法400能够用于要求偏移去除和信号归一化的任何应用。
[0074]方法400包括由系统、例如本文所公开系统来接收第一光信号。此外，方法400包括将第一光信号换能为第一电信号，其能够是X信号，如上所述(401)。方法400还包括接收第二光信号，并且将第二光信号换能为第二电信号，其能够是Y信号，如上所述(401)。
[0075]方法400然后包括调整第一电信号和第二电信号，直到两种电信号基于相同标幺制(403)。此外，方法400还能够包括去除经调整的第一电信号和第二电信号的每个中存在的偏移(405)。
[0076]在一些实施例中，方法400能够包括监测第一电信号与第二电信号之间的DC偏移的差(407)。此外，由于监测DC偏移，方法400能够包括改变第一电信号和第二电信号，直到两种信号相等。调整电信号可包括通过提供增益以便相乘每个信号直到两者相等，来改变第一电信号和第二电信号。此外，调整信号能够包括归一化第一电信号和第二电信号。
[0077]方法400还能够将第一电信号和第二电信号组合为合成信号，其是没有偏移的(409)。此外，存储器301能够包括线性化合成信号(411)，并且随后基于线性化合成信号来产生在接近FOCT的导体中感应的电流的高保真输出(413)。
[0078]相干领域的技术人员将会理解，能够配置上述实施例的各种适配和修改，而没有背离本公开的范围和精神。因此，将会知道，在所附权利要求书的范围内，可以不按照本文的具体描述来实施本公开。
【主权项】
1.一种与光纤电流换能器(FOCT) —起使用的系统，所述系统包括: 处理单元，配置成(i)将第一光信号换能为第一电信号，并且(ii)将第二光信号换能为第二电信号； 其中所述处理单元还配置成通过迫使所述第一电信号和所述第二电信号基于相同标幺制，从所述第一电信号和所述第二电信号中去除偏移； 其中所述处理单元还配置成组合所述第一电信号和所述第二电信号，以产生合成信号，所述合成信号没有所述偏移；以及 其中所述处理单元还配置成线性化所述合成信号，以产生指示在设置成接近所述FOCT的导体中流动的电流的输出电流。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述偏移通过在所述FOCT中包含的晶体的温度的变化所引起，所述晶体配置成传递所述第一光信号和所述第二光信号。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理单元配置成通过检测所述合成信号的峰值来线性化所述合成信号。4.如权利要求3所述的系统，其中，所述处理单元配置成检测所述合成信号的循环的所述峰值。5.如权利要求3所述的系统，其中，所述处理单元配置成基于校正系数来线性化所述合成信号。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述校正系数基于所述峰值。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理单元配置成通过将所述第一电信号与第一调节信号求和并且通过将所述第二电信号与第二调节信号求和，去除所述偏移。8.如权利要求7所述的系统，其中，所述第一调节信号和所述第二调节信号各为积分调节器所提供的数模转换信号。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理单元包括推挽调节器，其配置成监测所述第一电信号与所述第二电信号之间的DC偏移的差。10.如权利要求9所述的系统，其中，所述推挽调节器还配置成调整所述第一电信号和所述第二电信号，直到两种信号相等。
【文档编号】G01R15/24GK106053914SQ201610198596
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月1日 公开号201610198596.X, CN 106053914 A, CN 106053914A, CN 201610198596, CN-A-106053914, CN106053914 A, CN106053914A, CN201610198596, CN201610198596.X
【发明人】D.R.华莱士, D.科罗特, C.M.塞拉迪米尼
【申请人】通用电气公司