[發(fā)明專利]交直流模擬信號的有效值轉(zhuǎn)換及線性光隔寬溫調(diào)理電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310590312.8
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103633992A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭波祥;王愛林;王偉強;吳愛國;常鳴放;張梅;張萌;蘇培培;劉杰;黃璇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一六研究所
• 主分類號: H03K19/14
• 分類號: H03K19/14
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于加固計算機模擬接口技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種交直流模擬信號的有效值轉(zhuǎn)換及線性光隔寬溫調(diào)理電路。

背景技術(shù)

在模擬信號的現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境中，為減小各種現(xiàn)場環(huán)境沖擊對被測模擬信號及其電路的影響，往往需要把現(xiàn)場輸入的模擬信號和后級的模擬信號被測試電路進行調(diào)理，目的是提高被測模擬信號的測量精度和抗干擾性。調(diào)理電路的濾波、轉(zhuǎn)換、隔離等效果好壞，將直接影響測試精度，特別是如何實現(xiàn)一個性能優(yōu)良的隔離電路，是模擬信號調(diào)理的關(guān)鍵。HCNR201-300是目前業(yè)界一款高線性度的模擬光隔離器件，支持高帶寬模擬信號輸入隔離，其包含一個高性能的砷化鋁鎵LED、輸入光電二極管和輸出光電二極管，該器件具有穩(wěn)定LED的光輸出并且確保了HCNR201光耦的高線性度和穩(wěn)定增益特性。

但目前業(yè)界基于HCNR201-300的設(shè)計在惡劣溫度環(huán)境實際應(yīng)用中，隔離的線性精度超出3%，高溫特性很差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種交直流模擬信號的有效值轉(zhuǎn)換及線性光隔寬溫調(diào)理電路。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種交直流模擬信號的有效值轉(zhuǎn)換及線性光隔寬溫調(diào)理電路，包括依次相連的輸入預(yù)處理電路、電壓跟隨電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、線性光隔離電路、輸出濾波電路和隔離電源供電電路，其中輸入預(yù)處理電路對輸入的信號進行分壓和濾波，并將處理后的信號通過電壓跟隨電路傳輸給有效值轉(zhuǎn)換電路，有效值轉(zhuǎn)換電路對接收到的信號進行有效值轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換后的信號通過線性光隔離電路傳輸給輸出濾波電路，輸出濾波電路對接收到的信號濾波后輸出，所述隔離電源供電電路為上述電路提供電源。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：1）輸入信號預(yù)處理電路的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)采用且接地處理，引入可調(diào)電阻彌補了相同電路中同類器件個性差異引起阻抗差異，避免輸入預(yù)處理后的信號幅值微小差異問題，通過輸入?yún)⒖冀拥靥幚恚苊廨斎攵丝战訒r的零位漂移過大問題；2）通過有效值轉(zhuǎn)換電路，同時支持交流和直流模擬信號輸入測量，實現(xiàn)了多種現(xiàn)場應(yīng)用支持；3）線性光隔離電路中的二極管（D1）的陽極和陰極連接方法，可以在反向輸入時保護光隔器件內(nèi)部發(fā)光二極管的損壞，同時，避免了二極管高溫漏電流特性對光隔離電路中的線性精度影響，隔離線性精度小于0.5%；4）本發(fā)明的基于線性光隔離器件HCNR201-300的調(diào)理電路能夠適應(yīng)于惡劣溫度環(huán)境應(yīng)用，不降低其線性隔離精度性能，同時，滿足輸入輸出信號幅值比例縮小，且調(diào)理輸出幅值可以微調(diào)，減小相同電路中同類器件阻抗等特性差異對輸出的影響，并消除輸入端空接時的零位漂移過大問題，且實現(xiàn)交直流信號的有效值轉(zhuǎn)換輸出等能力，滿足模擬調(diào)理電路的現(xiàn)場惡劣環(huán)境應(yīng)用的要求。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是交直流模擬信號的有效值轉(zhuǎn)換及線性光隔寬溫調(diào)理電路組成圖。

圖2是輸入預(yù)處理電路組成圖。

圖3是有效值轉(zhuǎn)換電路組成圖。

圖4是線性光隔離電路和輸出濾波電路（方框內(nèi)）組成圖。

圖5是隔離電源供電電路組成圖。

圖6是傳統(tǒng)的線性光隔離電路組成圖。

具體實施方式

本發(fā)明是在參考電路原理的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了適應(yīng)性電路設(shè)計修改，使隔離電路工作時的線性精度小于0.5%，滿足惡劣溫度環(huán)境應(yīng)用。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種交直流模擬信號的有效值轉(zhuǎn)換及線性光隔寬溫調(diào)理電路，包括依次相連的輸入預(yù)處理電路、電壓跟隨電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、線性光隔離電路、輸出濾波電路和隔離電源供電電路，其中輸入預(yù)處理電路對輸入的信號進行分壓和濾波，并將處理后的信號通過電壓跟隨電路傳輸給有效值轉(zhuǎn)換電路，有效值轉(zhuǎn)換電路對接收到的信號進行有效值轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換后的信號通過線性光隔離電路傳輸給輸出濾波電路，輸出濾波電路對接收到的信號濾波后輸出，所述隔離電源供電電路為上述電路提供電源。