[0001] 本发明属于光纤熔接机领域，具体涉及一种基于PWM实现光纤熔接机高压放电环境自适应的电路及方法。

[0002] 4K/8K、VR/AR、物联网、云计算的广泛应用将会带动光通信的又一波发展，5G通信将更加依赖光网络的支撑，网络架构扁平化导致回传、前传带宽几十倍上百倍大幅度攀升，高频段决定了小基站特征和2～5倍的基站数量、密度，对光纤资源和带宽有极大需求。未来，在这些新网络、新终端和新应用的带宽驱动下，移动网络将会越来越依赖光网络，对光纤资源和带宽产生极大需求。

[0003] 随着5G光纤承载网络建设的启动以及光纤到户的持续推进，故而在网络工程施工过程中需要完成大量的光纤接续工作，其中必备工具是光纤熔接机，其结合光学、电子技术以及精密机械技术于一体，在光纤通信系统的建设和维护过程中，发挥着极其重要的作用。

[0004] 温度、气压等外部环境是影响光纤熔接损耗的关键因素。在熔接机工作环境变化时，为了保证光纤熔接机熔接损耗，通常需要先施工人员手动进行“放电校准”对光纤熔接机放电强度进行调整，对施工人员要求较高且工作效率低下。

[0005] 在通常情况下，光纤熔接机高压放电电流基准都采用专用的D/A转换器，虽然专用D/A转换器使用方便，但绝大部分D/A转换器都被国外公司所垄断，且价格较高，性价比较低。为了打破国外垄断和防止禁运，需要开发具有与D/A转换器功能相等效的硬件电路和设计方法。

[0034] 下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

[0035] 实施例1：

[0036] 如图1所示，基于PWM实现光纤熔接机高压放电环境自适应的电路，包括环境参数采样、PWM信号生成、参考基准存储电路、电流信号稳幅电路、电流信号滤波电路和电流信号处理电路；环境参数采样、PWM信号生成、电流信号稳幅电路、电流信号滤波电路和电流信号处理电路通过线路依次连接；参考基准存储电路与PWM信号生成通过线路连接；

[0037] 环境参数采样电路，用于采集光纤熔接机工作环境的温度和气压值，作为环境参数；

[0038] PWM信号生成电路，用于接收环境参数采样电路采集的环境参数，根据接收到的环境参数读取存储在参考基准存储电路中对应环境参数光纤熔接机高压放电需要的电流值，根据读取到的电流值计算出PWM脉冲宽度，并输出相应的PWM脉冲信号；

[0039] 参考基准存储电路，用于存储各种不同环境参数对应的光纤熔接机高压放电需要的基准电流值；

[0040] 电流信号稳幅电路，用于对PWM信号生成电路产生的PWM脉冲电流信号进行稳幅；

[0041] 电流信号滤波电路，用于对稳幅后的PWM脉冲电流信号进行滤波，将PWM脉冲电流信号变成直流电流信号；

[0042] 电流信号处理电路，用于对直流电流信号进行信号处理，生成放电电流参考信号。

[0043] 如图2所示：

[0044] 环境参数采样电路由温度传感器D1和气压传感器D2组成，其中D1用于采集工作环境温度，D2用于采集工作环境气压。

[0045] 参考基准存储电路由存储器芯片D4组成，用于存储各种不同环境参数对应的光纤熔接机高压放电需要的基准电流值。

[0046] PWM信号生成电路由FPGA芯片D3组成，FPGA用于接收环境参数采样电路采集的环境参数，根据接收到的环境参数读取存储在参考基准存储电路中对应环境参数光纤熔接机高压放电需要的电流值，根据读取到的电流值计算出PWM脉冲宽度，并输出相应的PWM脉冲信号。

[0047] 电流信号稳幅电路由单逻辑门电路D5和电容C1组成，其中单逻辑门电路D5的供电电源为2.5V，并且2.5V作为电压基准信号，将FPGA产生的PWM信号，转换成高电平固定为2.5V的参考PWM信号。

[0048] 电流信号滤波电路由电阻R1‑R3、电容C2‑C3组成，形成一个二阶滤波电路，将稳幅后的参考PWM信号，转换成直流参考信号。

[0049] 电流信号处理电路由放大器D6和电感L1组成，将直流参考信号进行信号处理，产生放电电流基准信号。

[0050] 实施例2：

[0051] 在上述实施例1的基础上，本发明还提到一种基于PWM实现光纤熔接机高压放电环境自适应的方法，具体包括如下步骤：

[0052] 步骤1：通过环境参数采样电路，采集光纤熔接机工作环境的温度和气压值，作为环境参数；

[0053] 步骤2：通过PWM信号生成电路，接收环境参数采样电路采集的环境参数，并根据接收到的环境参数读取存储在参考基准存储电路中对应环境参数光纤熔接机高压放电需要的电流值；

[0054] 步骤3：根据读取到的电流值计算出PWM脉冲宽度，并输出相应脉冲宽度的PWM脉冲信号；

[0055] 步骤4：通过电流信号稳幅电路，对FPGA产生的PWM脉冲电流信号进行稳幅；

[0056] 步骤5：通过电流信号滤波电路，对稳幅后的PWM脉冲电流信号进行滤波，将PWM脉冲电流信号变成直流电流信号；

[0057] 步骤6：通过电流信号处理电路，对直流电流信号进行信号处理，生成放电电流参考信号。

[0058] 本发明光纤熔接机通过两个电极棒产生的高压放电电弧熔接光纤，高压放电电弧强度自适应实现电路主要由环境参数采样、PWM信号生成、参数基准存储、电流信号稳幅、电流信号滤波和电流信号处理模块组成，将实时采集到的光纤熔接机工作环境的温度和气压值作为环境参数，将采集的环境参数发送给FPGA，读取存储器中存储的该环境参数的工作环境下光纤熔接机放电需要的电流值，根据读取到的电流值计算出PWM脉冲宽度，并输出相应脉冲宽度的PWM脉冲信号，将PWM脉冲信号进行稳幅、滤波变成直流电流信号，将直流电流信号处理后生成放电电流参考信号。可实现光纤熔接机高压放电环境自适应。高压电弧强度自适应电路简单可靠，成本低、可移植性高。

[0059] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。