[實用新型]一種基于塑料光纖隔離的差分測量電路

有效

• 申請號: 202022791017.7
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN213581799U
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉宇航;趙躍東;牛根藝;張浩;吳宣東;劉平順;劉建波;范紅偉;付曉;張虎;閆忠
• 申請（專利權）人: 臥龍電氣南陽防爆集團股份有限公司;臥龍電氣驅動集團股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H03F3/45
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本實用新型公開了一種基于塑料光纖隔離的差分測量電路，包括采樣電路、電源電路和接收電路，所述的采樣電路包括差分電路、ADC模塊、第一微處理器，所述的差分電路的輸出端通過ADC模塊連接第一微處理器的輸入端；所述的接收電路包括第二微處理器、DAC模塊、低通濾波電路和單極性——雙極性轉換電路。本實用新型通過設置前級采用差分電路對被測電壓進行轉換，經第一微處理器的ADC采樣后以USART接口輸出，控制光纖發送器輸出光脈沖的變化，第二微處理器接收到塑料光纖接收器輸出的數據信號后，經插值處理后轉換為模擬信號輸出，再通過低通濾波電路和單極性——雙極性轉換電路輸出，為低成本高懸浮電位的信號檢測提供了一種可行性。

技術領域

本實用新型涉及差分測量技術領域，尤其涉及一種基于塑料光纖隔離的差分測量電路。

背景技術

目前，差分測量電路，具有結構簡潔、使用方便、可測量直流和超低頻信號、功耗低等特點，因而在家電控制、工業設備、串聯電池組檢測等諸多領域得到了日益廣泛的應用。但由于差分臂的耐壓低，一般常用的測量電路電壓較低，增大差分臂元件耐壓值又會造成成本和體積的增加，同時高阻抗引入的噪聲使測量的信噪比明顯降低，尤其在高共模電位測量較小電壓信號時，這種測量方法的精度和電壓適應范圍較差，所以，如何提高檢測的同時，能夠降低成本是急需解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于塑料光纖隔離的差分測量電路，能夠實現低成本高懸浮電位的信號檢測。

本實用新型采用的技術方案為：

一種基于塑料光纖隔離的差分測量電路，所述的傳輸介質為塑料光纖，包括采樣電路、電源電路和接收電路，所述的采樣電路包括差分電路、ADC模塊、第一微處理器，所述的差分電路的輸出端通過ADC模塊連接第一微處理器的輸入端；所述的接收電路包括第二微處理器、DAC模塊、低通濾波電路和單極性——雙極性轉換電路，電源電路分別用于對采用電路和接收電路進行供電。

所述差分電路包括運放器U1、電阻R1、R2、R3、R4、R5、電容C1、二極管D1、D2、D3和D4，所述的電阻R1串聯設置在運放器負極輸入和光纖輸入負極之間，電阻R1串聯設置在運放器正極輸入和光纖輸入正極之間，所述的電阻R3并聯設置在運放器負極輸入和運放器U1輸出端，電阻R4一端與運放器U1的正極輸入連接，另一端與電源連接；二極管D1和D2分別并連設置在運放器U1的正極輸入和負極輸入之間，所述的電阻R5的一端與運放器U1的輸出端連接，另一端與第一微處理器的輸入端連接，所述的第一微處理器的輸入端通過電容C1接地，同時分別與二極管D3的正極和D4的負極連接，所述二極管D3的負極與電源連接，二極管D4的正極與地線連接。

所述的電源電路包括用于將電池電壓降低為+3.3V的降壓穩壓器LDO和用于將+3.3V變換為+1.65V的二次降壓電路，所述的二次降壓電路包括電源IC，所述的電源IC采用AZ432和外圍電路，所述的外圍電路包括電阻R6、R7、R8和電容C2。

所述的雙極性轉換電路包括跟隨器U8，用于匹配前后級的阻抗特性，還包括由R10、R11和U9組成反向放大電路，由R12、R13、R14和C10組成零點修正電路和由R15和C9組成的后濾波電路，用于對運放噪聲進行濾除，所述跟隨器U8的輸出端依次通過電阻R10、R11與R15的一端連接，R15的另一端為輸出端，所述的電容C9串聯在輸出端和地線之間，所述的放大器U9的負極輸入端與電阻R10和電阻R11的連接點連接，所述的放大器U9的正極輸入端與電阻R13的可調端連接，電阻R12、R13和R14依次串聯在電源輸出端和地線之間，所述的電容C10串聯在放大器U9的正極輸入端和地線之間。

所述的運放器U1為tth2501。

所述的降壓穩壓器LDO采用1117。

所述的光纖長度不超過10米。

所述的電源電路還包括有用于對雙極性轉換電路供電的負電壓生成電路，所述的負電壓生成電路由電荷泵7660及外圍電路構成。