[發(fā)明專利]一種基于移相PWM調(diào)制的模擬信號傳輸裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810198574.2
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108429584B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅安;韓蓉;徐千鳴;陳燕東;丁紅旗;戴瑜興
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/516
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

本發(fā)明公開了一種基于移相PWM調(diào)制的模擬信號傳輸裝置，包括模擬信號調(diào)制模塊、光纖模塊和脈沖信號解調(diào)模塊；所述模擬信號調(diào)制模塊用于將待傳輸?shù)妮斎胄盘柊l(fā)送至所述光纖模塊；所述光纖模塊用于將所述模擬信號調(diào)制模塊傳來的信號傳輸給所述脈沖信號解調(diào)模塊；所述脈沖信號解調(diào)模塊用于接收所述光纖模塊傳輸?shù)男盘枺凰瞿M信號調(diào)制模塊包括依次連接的輸入模塊、比較模塊和光纖輸出模塊；所述脈沖信號解調(diào)模塊包括依次連接的光纖輸入模塊、減法電路、濾波電路和輸出模塊。本發(fā)明可以避免使用AD/DA芯片對模擬信號進行傳輸，直接利用放大器等基本元器件對模擬信號進行傳輸，減小裝置成本；采用光纖傳輸信號，實現(xiàn)遠距離高精度傳輸，可以實現(xiàn)電氣隔離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子與電力傳動領(lǐng)域，特別是一種基于移相PWM調(diào)制的模擬信號傳輸裝置。

背景技術(shù)

在電力電子與電力傳動領(lǐng)域中，在數(shù)據(jù)采集、控制信號傳輸、實時測量等控制系統(tǒng)中模擬信號的傳輸電路是重要的部分。而由于模擬信號傳輸電路前后級之間由于傳輸、電路性質(zhì)、所用器件等因素而不能共地，需要進行模擬信號隔離，即將模擬信號傳輸電路前級的模擬信號通過光、磁等非電介質(zhì)傳到模擬信號傳輸電路后級，并且能夠滿足達到一定的誤差、速率、噪聲等指標(biāo)。傳統(tǒng)的模擬信號傳輸常采用變壓器隔離直接傳輸，或采用專用AD/DA芯片對模擬信號進行采樣并還原，還有采用壓頻頻壓轉(zhuǎn)換等方法，上述方法均存在一些明顯的不足。如變壓器隔離方法只能針對特定的頻率和波段的信號進行過濾，且變壓器體積較大，不利于散熱與裝機，而AD/DA轉(zhuǎn)換與壓頻頻壓轉(zhuǎn)換方法則均需要專用的芯片，雖然精度較高，但電路復(fù)雜，控制難度大，在簡單模擬信號傳輸場合使用會導(dǎo)致成本大量增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于移相PWM調(diào)制的模擬信號傳輸裝置，直接對輸入的模擬信號進行移相PWM采集和還原，完成輸入與輸出電氣隔離的遠距離模擬傳輸。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于移相PWM調(diào)制的模擬信號傳輸裝置，包括模擬信號調(diào)制模塊、光纖模塊和脈沖信號解調(diào)模塊；所述模擬信號調(diào)制模塊用于將待傳輸?shù)妮斎胄盘柊l(fā)送至所述光纖模塊；所述光纖模塊用于將所述模擬信號調(diào)制模塊傳來的信號傳輸給所述脈沖信號解調(diào)模塊；所述脈沖信號解調(diào)模塊用于接收所述光纖模塊傳輸?shù)男盘枺凰瞿M信號調(diào)制模塊包括依次連接的輸入模塊、比較模塊和光纖輸出模塊；所述脈沖信號解調(diào)模塊包括依次連接的光纖輸入模塊、減法電路、濾波電路和輸出模塊；所述光纖輸出模塊、光纖輸入模塊分別與所述光纖模塊的輸入端、輸出端連接。

所述比較模塊包括兩個并聯(lián)的支路，其中第一支路包括反相電路和與所述反相電路串聯(lián)的第一比較電路；第二支路包括第二比較電路。

所述光纖輸出模塊數(shù)量為兩個。

所述光纖輸出模塊包括光耦；所述光耦與電阻串聯(lián)。

所述第一比較電路、第二比較電路結(jié)構(gòu)相同；所述第一比較電路包括運算放大器；所述運算放大器輸出端與接地電阻連接；所述運算放大器負(fù)輸入端接所述輸入模塊。

所述反相電路包括運算放大器；所述運算放大器正、負(fù)輸入端各與一個電阻連接；所述運算放大器輸出端通過反饋電阻接所述運算放大器負(fù)輸入端。

所述光纖輸入模塊包括兩個并聯(lián)的輸入支路；每個所述輸入支路均包括串聯(lián)的光纖輸入電路和電壓跟隨電路。

所述光纖輸入電路包括光耦和與所述光耦連接的電容。

所述減法電路包括運算放大器；所述運算放大器正、負(fù)輸入端各與一個電阻連接；所述運算放大器輸出端通過反饋電阻接所述運算放大器負(fù)輸入端。

所述濾波模塊包括第一濾波電阻和與所述第一濾波電阻串聯(lián)的第二濾波電阻；第一濾波電容一端接入所述第一濾波電阻、第二濾波電阻之間，另一端接地；第二濾波電容一端接所述第二濾波電阻輸出端，另一端接地。