高精度交直流雙電平光纖傳輸器的製作方法

2023-05-28 15:05:06 3

專利名稱：高精度交直流雙電平光纖傳輸器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數據測量傳輸領域，具體的說是一種高精度交直流雙電 平光纖傳輸器。
技術背景工作於強電磁幹擾、高電壓環境下的信號傳輸，光纖是理想的傳輸介質。目 前大部分模擬量的測量都採用雙絞線傳輸，雖然在普通環境和短距離時，測量能 夠達到要求。但是在強電磁幹擾和長距離環境下，測量就達不到高精度，如果模 塊間存在高壓時，安全也得不到保障。 實用新型內容本實用新型克服了現有技術的不足，提供了一種安裝方便的高精度交直流雙 電平光纖傳輸器。本實用新型的目的可通過以下技術方案予以實現。一種高精度交直流雙電平光纖傳輸器，包括模擬量輸入模塊電路、模擬量輸 出模塊電路，所述的模擬量輸入模塊電路包括AD652電壓頻率轉換晶片、 DS75451光碟機動晶片、74LS04反相器、HFBR1414T光纖發射模塊和一個有源晶 振；所述的AD652電壓頻率轉換晶片的引腳7為電壓接受端；AD652電壓頻率 轉換晶片的引腳11與74LS04反相器相連，74LS04反相器的輸出端與DS75451 光碟機動晶片相連，同時AD652電壓頻率轉換晶片的引腳10經過有源晶振與 HFBR1414T光纖發射模塊相連，把電信號轉換成光信號，通過光纖發送給模擬 量接收端；所述的模擬量輸出模塊電路包括HFBR2412T光纖接收模塊、AD652 電壓頻率轉換晶片、OP07運算放大器和一個有源晶振；HFBR2412T光纖接收模 塊把接收來的光信號轉換成矩形波電平信號，HFBR2412T光纖接收模塊的輸出 引腳與AD652電壓頻率轉換晶片的14引腳相連，HFBR2412T光纖接收模塊與 AD652電壓頻率轉換晶片的引腳10之間連接有源晶振；AD652電壓頻率轉換 晶片的輸出引腳4與OP07運算放大器的正極相連，HFBR2412T光纖接收模塊 和AD652電壓頻率轉換晶片之間採用數字接地，模擬接地與數字接地之間連接有磁珠；OP07運算放大器的負極串接有可調電位器，並向OP07運算放大器輸入 工作電壓。本實用新型的發明效果發送端波形與接收端接收到波形的信號的延遲時間小於2微秒。當輸入直流 電壓時，發送端與接收端的誤差小於io毫伏。當發送端為類三角波時，輸入與 輸出波形幾乎一致，幅值誤差也很小。這完全滿足了工程要求，同時具有可靠性 高，抗幹擾能力強，安裝方便等特點。

圖1為雙絞線測量模擬量結構圖。圖2為本實用新型光纖測量模擬量結構圖。圖3為本實用新型模擬量輸入模塊電路原理圖。 圖4為本實用新型模擬量輸出模塊電路原理圖。 圖5為本實用新型電路測量波形圖。(a) 圖中波形l為發送端電壓為-4伏時，波形2為接收端輸出-4伏電壓信 號，圖中輸入輸出電壓的誤差很小，大概在10毫伏以內。(b) 圖中波形1為發送端輸入50Hz矩形波正電壓信號，波形2為接收端輸 出的50Hz矩形波正電壓信號。圖中輸出矩形波有一個充電過程，充電時間大概 為2毫秒。(c) 圖中波形1為發送端輸入370Hz矩形波負電壓信號，波形2為接收端 輸出的370Hz矩形波負電壓信號。圖中輸出波形與輸入波形幾乎一致，沒有延遲 時間。(d) 圖中波形1為發送端輸入160Hz類三角波電壓信號，波形2為接收端輸 出的160Hz類三角波電壓信號。圖中輸入波形與輸出波形幾乎一致，延遲時間大 概在0.05毫秒左右。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一歩描述。圖3為本實用新型模擬量輸入模塊電路原理圖，圖中包括AD652電壓頻率轉 換晶片，DS75451光碟機動晶片，74LS04反相器，2MHZ的有源晶振，還包括一個 HFBR1414T光纖發射模塊，當模擬量輸入時，首先經過AD652電壓頻率轉換晶片的引腳7接收5伏電壓，然後把接收端7接收的-5伏到+5伏的電壓轉換為0到 1MHZ的矩形波，通過AD652電壓頻率轉換晶片的引腳11發送給74LS04反相器， 通過74LS04反相器把矩形波進行反相，再把反相後的矩形波通過74LS04反相器 的輸出端連接到DS75451光碟機動晶片，同時AD652電壓頻率轉換晶片的引腳10 經過2MHz的有源晶振與HFBR1414T光纖發射模塊相連，最後經過HFBR1414T 光纖發射模塊把電信號轉換成光信號，通過光纖發送給模擬量的接收端。圖4為本實用新型模擬量輸出模塊電路原理圖，圖中包括HFBR2412T光纖 接收模塊、AD652電壓頻率轉換晶片、OP07運算放大器和一個2 MHz的有源晶 振；當模擬量接收端模塊接收到光信號，HFBR2412T光纖接收模塊把接收到的 光信號轉換成矩形波電平信號，再把矩形波電平信號傳送到AD652電壓頻率轉 換晶片的接收端14,經過AD652電壓頻率轉換器把0到1MHZ的矩形波轉換為 0到10伏的電壓信號，AD652電壓頻率轉換晶片的輸出引腳4通過一個電感和 一個電阻與OP07運算放大器的正極相連，同時在電阻和電感之間再並聯一電容 和電感後模擬接地，HFBR2412T光纖接收模塊和AD652電壓頻率轉換晶片之 間採用數字接地，模擬接地與數字接地之間連接有磁珠，採用磁珠進行隔離，防 止數位訊號幹擾模擬信號。同時OP07運算放大器輸入5伏電壓，把轉換來的0 到10伏的電壓與5伏電壓相減，得到-5伏到+5伏的電壓，同時OP07運算放大 器的負極連接有IOKQ和100KQ的可調電位器，用來調節輸入到OP07運算放大 器中的5伏電壓，同時也可以調節整個轉換電路的零漂和溫漂。
權利要求1、一種高精度交直流雙電平光纖傳輸器，包括模擬量輸入模塊電路、模擬量輸出模塊電路，其特徵在於所述的模擬量輸入模塊電路包括AD652電壓頻率轉換晶片、DS75451光碟機動晶片、74LS04反相器、HFBR1414T光纖發射模塊和一個有源晶振；所述的AD652電壓頻率轉換晶片的引腳7為電壓接受端；AD652電壓頻率轉換晶片的引腳11與74LS04反相器相連，74LS04反相器的輸出端與DS75451光碟機動晶片相連，同時AD652電壓頻率轉換晶片的引腳10經過有源晶振與HFBR1414T光纖發射模塊相連，把電信號轉換成光信號，通過光纖發送給模擬量接收端；所述的模擬量輸出模塊電路包括HFBR2412T光纖接收模塊、AD652電壓頻率轉換晶片、OP07運算放大器和一個有源晶振；HFBR2412T光纖接收模塊把接收來的光信號轉換成矩形波電平信號，HFBR2412T光纖接收模塊的輸出引腳與AD652電壓頻率轉換晶片的14引腳相連，HFBR2412T光纖接收模塊與AD652電壓頻率轉換晶片的引腳10之間連接有源晶振；AD652電壓頻率轉換晶片的輸出引腳4與OP07運算放大器的正極相連，HFBR2412T光纖接收模塊和AD652電壓頻率轉換晶片之間採用數字接地，模擬接地與數字接地之間連接有磁珠；OP07運算放大器的負極串接有可調電位器，並向OP07運算放大器輸入工作電壓。
專利摘要本實用新型公開了一種高精度交直流雙電平光纖傳輸器，包括模擬量輸入模塊電路、模擬量輸出模塊電路，電信號通過模擬量輸入模塊電路把電信號轉換成光信號，通過光纖發送給模擬量的接收端。本實用新型發送端波形與接收端接收到波形的信號的延遲時間小於2微秒。當輸入直流電壓時，發送端與接收端的誤差小於10毫伏。當發送端為類三角波時，輸入與輸出波形幾乎一致，幅值誤差也很小。這完全滿足了工程要求，同時具有可靠性高，抗幹擾能力強，安裝方便等特點。
文檔編號G08C23/06GK201117108SQ20072004293
公開日2008年9月17日 申請日期2007年8月17日 優先權日2007年8月17日
發明者吳友國, 廖燕川, 潘聖民, 許留偉 申請人:中國科學院等離子體物理研究所