專利名稱：電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電信號傳輸設(shè)備，特別是涉及一種電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)背景在控制和測量領(lǐng)域的很多場合需要采集并傳輸一個信號，但是可能由于高電壓絕緣 或是保密等問題，同時要求采集系統(tǒng)和這個信號能有效隔離開。因為信號源可能是處于 高壓環(huán)境，傳輸過程可能有很強的電磁干擾，將極大的影響了裝置的運行，如果高壓傳 入到裝置嚴重的時候會導(dǎo)致生命危險。為此，人們采用了很多種措施來保證隔離效果和 傳輸?shù)目煽啃?。我們設(shè)計了一個成本低廉的和原信號實行光隔離的轉(zhuǎn)換器，該隔離器可 以用于任何的信號傳輸和隔離。由于釆取光傳輸，所以可以完全隔離原信號和杜絕電磁 干擾，確保信號真實傳輸。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種成本低廉的電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器包括信號輸入電路、三角波發(fā) 生器、比較器、光隔離回路；信號輸入電路和三角波發(fā)生器共同連接比較器的輸入端， 比較器的輸出端再連接光隔離回路。其能把要傳輸?shù)碾妷夯蚴请娏餍盘栟D(zhuǎn)換為可以光電 隔離的脈沖信號以供處理器處理。如此設(shè)計，輸入信號可以是電壓信號也可以電流信號， 通過輸入部分轉(zhuǎn)換為可以和三角波發(fā)生器比較的信號。把輸入信號轉(zhuǎn)換為一系列脈沖， 其中脈沖寬度和信號的幅值成比例。所述三角波發(fā)生器是一個振蕩電路產(chǎn)生一個幅值和 頻率固定的三角波，通過提高三角波的頻率，也可以傳輸快速變化的輸入信號。所述比 較器是一個比較電路，用于比較同一個時刻輸入信號的幅值和三角波的幅值同時輸出一 個比較結(jié)果高電平或是低電平。其中高電平的寬度和輸入信號的幅值成反比。所述光隔 離回路可以是由一個普通的光耦把上述的比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為一個完全隔離的脈沖信號，也 可以是芯片產(chǎn)生的一個光脈沖信號通過光纖傳輸。實現(xiàn)和采樣信號的完全隔離。由于輸 入信號和處理裝置是通過光纖連接的，所以不存在絕緣和電磁干擾的問題。該裝置將有 效的解決了輸入信號和處理裝置之間的隔離問題。其能以簡單的結(jié)構(gòu)將輸入的采樣信號 轉(zhuǎn)變成一個幅值和原信號成正比的電壓信號或光信號。具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，性能3可靠的優(yōu)點。作為優(yōu)化，信號輸入電路為電壓型信號輸入電路或電流型信號輸入電路。作為優(yōu)化，電壓型信號輸入電路由限流電阻和與之并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二級管、壓敏電 阻和采樣電阻組成；電流型信號輸入電路由相互并聯(lián)的采樣電阻和瞬態(tài)抑制二級管組成。 如此設(shè)計，其中瞬態(tài)抑制二級管和壓敏電阻并聯(lián)在電路上用于保護電子電路和限制信號 幅度。限流電阻用于限流保護。采樣電阻用于采集電信號。作為優(yōu)化，比較器由運放和穩(wěn)壓管組成。如果三角波的某一時刻電壓幅值大于同一 時刻輸入信號的電壓值則比較器輸出高電平，如果低于輸入信號的電壓幅值比較器輸出 低電平。如此設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。作為優(yōu)化，三角波發(fā)生器由運放和電阻電容穩(wěn)壓管組成。三角波發(fā)生器由運放和電 阻電容穩(wěn)壓管組成，也可以是別的芯片搭成。如此設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。作為優(yōu)化，光隔離回路由光耦合器構(gòu)成或由電光轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。其是利用光耦把輸入 信號隔離，或者直接轉(zhuǎn)換為光信號通過光纖來傳輸信號。如此設(shè)計，前者，通過電-光-電轉(zhuǎn)換形式實現(xiàn)有效隔離。后者，通過電-光轉(zhuǎn)換形式實現(xiàn)有效隔離。采用普通的光耦而 非線性光耦使得成本大大減低，能廣泛的應(yīng)用于各種場合。采用上述技術(shù)方案后，本實用新型電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器采樣信號通過光信號傳 輸實現(xiàn)了完全的隔離。由于可以采用光纖傳輸杜絕了電磁干擾問題。能以簡單的結(jié)構(gòu)將 輸入采樣信號轉(zhuǎn)變成一個幅值和原信號成正比的電壓信號或光信號。具有結(jié)構(gòu)簡單，成 本低廉，性能可靠的優(yōu)點。


圖l是本實用新型電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器的電路原理圖； 圖2是本實用新型電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器的工作原理圖；圖3是本實用新型電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器中電壓型信號輸入電路的電路原理圖； 圖4是本實用新型電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器中電流型信號輸入電路的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述如圖所示，本實用新型電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器包括信號輸入電路l、三角波發(fā)生器2、 比較器3、光隔離回路4;信號輸入電路1和三角波發(fā)生器2共同連接比較器3的輸入端，比 較器3的輸出端再連接光隔離回路4。其可采用直流2.5V 15V電源供電。信號輸入電路l為 電壓型信號輸入電路或電流型信號輸入電路。其中電壓型信號輸入電路由限流電阻R1和與之并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二級管D1、壓敏電阻R2和采樣電阻R3組成；電流型信號輸入電路 由相互并聯(lián)的采樣電阻R3和瞬態(tài)抑制二級管D1組成。所述比較器優(yōu)選由運放和穩(wěn)壓管組成。所述三角波發(fā)生器優(yōu)選由運放和電阻電容穩(wěn) 壓管組成。所述光隔離回路由光耦合器構(gòu)成或由電光轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。這樣，光隔離回路可 以是由光耦構(gòu)成，把比較器輸出的結(jié)果直接通過光耦隔離直接輸出，也可以通過光纖頭 轉(zhuǎn)換為光信號，使得能通過光纖傳輸輸入信號。其工作原理圖是Sin是輸入信號，它和三角波比較后得到的寬度和其幅值大小成正 比的脈沖Sout。 Sout信號就可以通過光耦來隔離輸入信號。我們也可以通過光纖來傳輸 到目的地，到了目的地通過計算脈沖寬度就可以得到輸入信號的幅值。由于輸入信號和 處理裝置是通過光纖連接的，所以不存在絕緣和電磁干擾問題。該裝置將有效的解決了 輸入信號和處理裝置之間的隔離問題。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比較有如下的積極效果1.采樣信號是通過光信號傳輸?shù)膶崿F(xiàn)了完全的隔離。2.由于采用光纖傳輸杜絕了電磁干擾的問題。3.采用普通的光耦而非 線性光耦使得成本大大減低，能廣泛的應(yīng)用于各種場合應(yīng)用。4、輸入信號可以通過光耦 隔離后輸出，也可以直接轉(zhuǎn)換后為光脈沖信號通過光纖進行傳輸輸出。
權(quán)利要求1.一種電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器，其特征在于包括信號輸入電路、三角波發(fā)生器、比較器、光隔離回路；信號輸入電路和三角波發(fā)生器共同連接比較器的輸入端，比較器的輸出端再連接光隔離回路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器，其特征在于信號輸入電路為電壓型 信號輸入電路或電流型信號輸入電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器，其特征在于電壓型信號輸入電路由 限流電阻和與之并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二級管、壓敏電阻和釆樣電阻組成；電流型信號輸入電 路由相互并聯(lián)的采樣電阻和瞬態(tài)抑制二級管組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器，其特征在于比較器由運放和穩(wěn)壓管 組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器，其特征在于三角波發(fā)生器由運放和 電阻電容穩(wěn)壓管組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器，其特征在于光隔離回 路由光耦合器構(gòu)成或由電光轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。
專利摘要本實用新型涉及一種電信號光電隔離轉(zhuǎn)換器，為解決電信號傳輸中的電隔離問題，其包括信號輸入電路、三角波發(fā)生器、比較器、光隔離回路；信號輸入電路和三角波發(fā)生器共同連接比較器的輸入端，比較器的輸出端再連接光隔離回路。信號輸入電路為電壓型信號輸入電路或電流型信號輸入電路。電壓型信號輸入電路由限流電阻和與之并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管、壓敏電阻和采樣電阻組成；電流型信號輸入電路由相互并聯(lián)的采樣電阻和瞬態(tài)抑制二極管組成。光隔離回路由光耦合器構(gòu)成或由電光轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。其具有能以簡單的結(jié)構(gòu)將輸入采樣信號轉(zhuǎn)變成一個幅值和原信號成正比的電壓信號或光信號。具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，性能可靠的優(yōu)點。
文檔編號H04B10/00GK201118591SQ20072017382
公開日2008年9月17日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者林云志, 王悅瑩 申請人:林云志;王悅瑩