专利名称：一种脉冲信号传输方法
技术领域：
本发明涉及一种脉冲信号传输方法，属于信号处理技术领域。
背景技术：
在一些脉冲或者直流工作的设备中，会出现脉冲持续大范围变化的情况，脉冲宽度从毫微秒级到数十毫秒间变化，此时，传统用于脉冲隔离传输的变压器不再适用，通常采用的解决方法是利用光电转换方式将脉冲信号转换为光信号后利用光纤实现对脉冲信号的隔离传输。 但是，在高电压隔离传输场合，利用光电传输单元所占用的体积比较大，光电发送及接收装置在高电压绝缘中采用灌封应用时需要解决光纤连接器的密封问题。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种脉冲信号传输方法，在高电压隔离传输场合，利用本发明将宽脉冲信号调制成窄脉冲信号后，再采用隔离变压器实现信号的传输，由本发明不采用光电传输单元，因而占用的体积小，且实现简单，造价低。本发明方法的具体实现步骤如下首先，将脉冲信号输入基于同步双稳态多谐振荡器的信号调理电路；其次，所述信号调理电路将脉冲信号转换为窄脉冲信号，并通过隔离变压器输出；最后，接收端将接收到的窄脉冲信号转换为原脉冲信号。所述基于同步双稳多谐振荡器的信号调理电路包括四个单稳态触发器A-l、A-2、B-I和B-2，四个与门Y1、Y2、Y3和Y4，一个与非门XI，一个脉冲驱动电路和一个隔离变压器T ；其中，单稳态触发器A-I的电容节点端C外接一个电容Cl后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻Rl后与电源VDD相连；单稳态触发器A-2的电容节点端C外接一个电容C2后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R2后与电源VDD相连；单稳态触发器B-I的电容节点端C外接一个电容C3后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R3后与单稳态触发器A-I的下降沿触发端B相连；单稳态触发器B-2的电容节点端C外接一个电容C4后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R4后与单稳态触发器A-2的下降沿触发端B相连；单稳态触发器A-I的下降沿触发端B分别与单稳态触发器A-2的下降沿触发端B、单稳态触发器B-I的下降沿触发端B和单稳态触发器B-2的下降沿触发端B相连；输入信号分别送入单稳态触发器A-I和单稳态触发器A-2的清零端CLR，单稳态触发器A-I的反相输出端^与单稳态触发器A-2的上升沿触发端A相连，单稳态触发器A-2的反相输出端Q与第一个与门Yl的第I输入端相连,第一个与门H的输出端与单稳态触发器A-I的上升沿触发端A相连；单稳态触发器A-I的输出端Q与第二个与门Y2的第I输入端相连，第二个与门Y2的输出端与集成脉冲驱动电路的第一输入端INl相连；同时，输入信号还分别送入第二个与门Y2和第一个与门H的第2输入端；输入信号还分别送入与非门Xl的两个输入端，与非门Xl的输出端分别与单稳态触发器B-I和单稳态触发器B-2的清零端CLR相连，单稳态触发器B-I的反相输出端^与单稳态触发器B-2的上升沿触发端A相连，单稳态触发器B-2的反相输出端^与第四个与门Y4的第I输入端相连，第四个与门Y4的输出端与单稳态触发器B-I的上升沿触发端A相连；单稳态触发器B-I的输出端Q与第三个与门的第I输入端相连，第三个与门Y3的输出端与集成脉冲驱动电路的第2个输入端IN2相连；
同时，与非门Xl的输出端分别与第三个与门Y3和第四个与门Y4的第2输入端相连；集成脉冲驱动电路的同相输出端与隔离变压器的输入端相连，隔离变压器输出变换后的脉冲信号。有益效果利用基于同步双稳多谐振荡器的信号调理电路将宽脉冲信号调理成窄脉冲信号后，可利用技术成熟的隔离变压器对信号进行隔离传输，由于在信号传输过程中，没有用到光电传输单元，因而占用的体积小且实现电路简单。基于脉冲信号调制思想，利用常见的可再重触发单稳态集成电路、集成脉冲驱动电路、与门电路、非门电路，通过电路间的有机结合，利用隔离变压器将单极性脉冲或直流信号变换为同步双极性脉冲调制信号，其中，利用两个可再重触发单稳态集成电路，构成双稳态多谐振荡器；利用与门电路，实现双稳态多谐振荡器的同步工作；利用集成脉冲驱动电路实现双路信号驱动。本发明能够满足高电压隔离传输场合下脉冲信号调理的要求，且实现简单，造价低；
图I为本发明的电路原理图；图2为本发明电路中相应点出的信号波形图。
具体实施例方式本发明提供了一种脉冲信号传输方法，该方法能够满足高电压隔离传输场合下脉冲信号调理的要求，且实现简单，造价低。下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。一种脉冲信号传输方法具体实现步骤如下首先，将脉冲信号输入基于同步双稳态多谐振荡器的信号调理电路；其次，所述信号调理电路将脉冲信号转换为窄脉冲信号，并通过隔离变压器输出；最后，接收端将接收到的窄脉冲信号转换为原脉冲信号。如附图I所示，所述基于同步双稳态多谐振荡器的信号调理电路包括四个单稳态触发器A-I、A-2、B-I和B-2，四个与门Y1、Y2、Y3和Y4，一个与非门XI，一个脉冲驱动电路
和一个隔离变压器T ；在本实施例中，四个单稳态触发器A-I、A_2、B-I和B_2由两个可再重触发单稳态集成电路CD4098实现，四个与门Y1、Y2、Y3和Y4由一个CD4081实现，一个与非门Xl由一个⑶4011实现，一个脉冲驱动电路由TPS2812实现；其中，单稳态触发器A-I的电容节点端C外接一个电容C I后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻Rl后与电源VDD相连；单稳态触发器A-2的电容节点端C外接一个电容C2后与阻容网络中间节点端RC 相连，RC端外接一个电阻R2后与电源VDD相连；单稳态触发器B-I的电容节点端C外接一个电容C3后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R3后与单稳态触发器A-I的下降沿触发端B相连；单稳态触发器B-2的电容节点端C外接一个电容C4后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R4后与单稳态触发器A-2的下降沿触发端B相连；单稳态触发器A-I的下降沿触发端B分别与单稳态触发器A-2的下降沿触发端B、单稳态触发器B-I的下降沿触发端B和单稳态触发器B-2的下降沿触发端B相连；输入信号分别送入单稳态触发器A-I和单稳态触发器A-2的清零端CLR，单稳态触发器A-I的反相输出端^与单稳态触发器A-2的上升沿触发端A相连，单稳态触发器A-2的反相输出端Q与第一个与门Yl的第I输入端相连,第一个与门H的输出端与单稳态触发器A-I的上升沿触发端A相连；单稳态触发器A-I的输出端Q与第二个与门Y2的第I输入端相连，第二个与门Y2的输出端与集成脉冲驱动电路TPS2812的第一输入端INl相连；同时，输入信号还分别送入第二个与门Y2和第一个与门H的第2输入端；输入信号还分别送入与非门Xl的两个输入端，与非门Xl的输出端分别与单稳态触发器B-I和单稳态触发器B-2的清零端CLR相连，单稳态触发器B-I的反相输出端^与单稳态触发器B-2的上升沿触发端A相连，单稳态触发器B-2的反相输出端^与第四个与门Y4的第I输入端相连，第四个与门Y4的输出端与单稳态触发器B-I的上升沿触发端A相连；单稳态触发器B-I的输出端Q与第三个与门的第I输入端相连，第三个与门Y3的输出端与集成脉冲驱动电路TPS2812的第2个输入端IN2相连；同时，与非门Xl的输出端分别与第三个与门Y3和第四个与门Y4的第2输入端相连；集成脉冲驱动电路TPS2812的两个同相输出端分别与隔离变压器的两个输入端相连，隔离变压器输出变换后的脉冲信号。本发明的工作流程如下( I)当输入信号由低电平转为高电平时加在单稳态触发器A-I和单稳态触发器A-2的清零端的信号变为高电平，单稳态触发器A-I和单稳态触发器A-2处于正常工作状态；输入信号与单稳态触发器A-2的反相输出取与后由低电平变为高电平，输入单稳态触发器A-I的上升沿触发端A，使其输出端Q输出高电平，单稳态触发器A-I的反相输出端Q输出低电平，输出的低电平送入单稳态触发器A-2的上升沿触发端B，单稳态触发器A-I输出的高电平信号与输入信号取与后，送入集成脉冲驱动电路TPS2812的第一输入端IN1，集成脉冲驱动电路TPS2812的同相输出端OUTl输出的信号经隔离变压器后，将高电平信号输出；—段时间tl后，单稳态触发器A-I的输出端Q输出的信号变为低电平，反相输出端^输出的信号变为高电平，高电平送入单稳态触发器A-2的上升沿触发端B，低电平与输入信号取与后，使得送入集成脉冲驱动电路TPS2812的第一输入端INl的信号变为低电平，最终使得隔离变压器的输出信号变为低电平，同时，由于单稳态触发器A-2的上升沿触发端B的输入信号由低电平变为高电平，使得单稳态触发器A-2的反相输出端0输出低电平，与输入信号取与后的低电平送至单稳态触发器A-I的上升沿触发端A，不能改变单稳态触发器A-I的输出端Q和反相输出端Q输出信号的电平，一段时间t2后，A-2的反相输出端Q输出高电平，与输入信号取与后的高电平送至单稳态触发器A-I的上升沿触发端A，使得单稳态触发器A-I的输出端Q的输出信号变为高电平；
输入信号经过与非门取反后，加在单稳态触发器B-I和单稳态触发器B-2的清零端的信号均变为低电平，单稳态触发器B-I和单稳态触发器B-2的输出端均被强制清零，输出端输出低电平，反相输出端输出高电平；(2)当输入信号由高电平转为低电平时加在单稳态触发器A-I和单稳态触发器A-2的清零端的信号均变为低电平，单稳态触发器A-I和单稳态触发器A-2的输出端均被强制清零，输出端输出低电平，反相输出端输出高电平；输入信号经过非门取反后，加在单稳态触发器B-I和单稳态触发器B-2的清零端的信号均变为高电平，单稳态触发器B-I和单稳态触发器B-2均处于正常工作状态；输入信号与单稳态触发器B-2的反相输出取与后由低电平变为高电平,输入单稳态触发器B-I的上升沿触发端A,使单稳态触发器B-I的输出端Q输出高电平,反相输出端Q输出低电平，输出的低电平送入单稳态触发器B-2的上升沿触发端A，输出的高电平信号与输入信号取与后，送入集成脉冲驱动电路TPS2812的第二输入端IN2，集成脉冲驱动电路TPS2812的同相输出端OUTl输出的信号经隔离变压器后，将高电平信号反相输出；—段时间t3后，单稳态触发器B-I的输出端Q输出的信号变为低电平，而反相输出端^输出的信号变为高电平，高电平送入单稳态触发器B-2的上升沿触发端A，低电平与输入信号取与后，使得送入集成脉冲驱动电路TPS2812的第二输入端IN2的信号变为低电平，最终使得隔离变压器的输出信号变为低电平，同时，由于单稳态触发器B-2的上升沿触发端A的输入信号由低电平变为高电平,使得单稳态触发器B-2的反相输出端Q输出低电平，与输入信号取与后的低电平送至单稳态触发器B-I的上升沿触发端A，不能改变单稳态触发器B-I的输出端和反相输出端输出信号的电平，一段时间t4后，单稳态触发器B-2的反相输出端0输出高电平，与输入信号取与后的高电平送至单稳态触发器B-I的上升沿触发端A，使得单稳态触发器B-I的输出端Q的输出信号变为高电平；所述时间由组成定时阻容网络的各电阻值和对应的电容值决定。综上所述，以上仅为本发明的一种较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.基于同步双稳多谐振荡器的信号调理电路，其特征在于 包括四个单稳态触发器A-ι、A-2、B-I和B-2，四个与门Yl、Y2、Y3和Y4，一个与非门XI，一个脉冲驱动电路和一个隔离变压器T ； 其中，单稳态触发器A-I的电容节点端C外接一个电容C I后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻Rl后与电源VDD相连； 单稳态触发器A-2的电容节点端C外接一个电容C2后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R2后与电源VDD相连； 单稳态触发器B-I的电容节点端C外接一个电容C3后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R3后与单稳态触发器A-I的下降沿触发端B相连； 单稳态触发器B-2的电容节点端C外接一个电容C4后与阻容网络中间节点端RC相连，RC端外接一个电阻R4后与单稳态触发器A-2的下降沿触发端B相连； 单稳态触发器A-I的下降沿触发端B分别与单稳态触发器A-2的下降沿触发端B、单稳态触发器B-I的下降沿触发端B和单稳态触发器B-2的下降沿触发端B相连； 输入信号分别送入单稳态触发器A-I和单稳态触发器A-2的清零端CLR，单稳态触发器A-I的反相输出端^与单稳态触发器A-2的上升沿触发端A相连，单稳态触发器A-2的反相输出端Q与第一个与门Yl的第I输入端相连，第一个与门Yl的输出端与单稳态触发器A-I的上升沿触发端A相连；单稳态触发器A-I的输出端Q与第二个与门Y2的第I输入端相连，第二个与门Y2的输出端与集成脉冲驱动电路的第一输入端INl相连； 同时，输入信号还分别送入第二个与门Y2和第一个与门Yl的第2输入端； 输入信号还分别送入与非门Xl的两个输入端，与非门Xl的输出端分别与单稳态触发器B-I和单稳态触发器B-2的清零端CLR相连，单稳态触发器B-I的反相输出端^与单稳态触发器B-2的上升沿触发端A相连，单稳态触发器B-2的反相输出端0与第四个与门Y4的第I输入端相连，第四个与门Y4的输出端与单稳态触发器B-I的上升沿触发端A相连；单稳态触发器B-I的输出端Q与第三个与门的第I输入端相连，第三个与门Y3的输出端与集成脉冲驱动电路的第2个输入端IN2相连； 同时，与非门Xl的输出端分别与第三个与门Y3和第四个与门Y4的第2输入端相连；集成脉冲驱动电路的同相输出端与隔离变压器的输入端相连，隔离变压器输出变换后的脉冲信号。
2.一种脉冲信号传输方法，其特征在于该方法米用权利要求I所述的基于同步双稳态多谐振荡器的信号调理电路； 首先，将脉冲信号输入所述信号调理电路； 其次，所述信号调理电路将脉冲信号转换为窄脉冲信号，并通过隔离变压器输出； 最后，接收端将接收到的窄脉冲信号转换为原脉冲信号。
全文摘要
本发明公开了一种脉冲信号传输方法，属于信号处理领域。本发明采用基于同步双稳多谐振荡器的信号调理电路对输入信号调理，而后接收端将调理后的信号转换为原信号。所述信号调理电路包括一个隔离变压器、一个集成脉冲驱动电路和两个可再重触发单稳态集成电路，其中，两个可再重触发单稳态集成电路构成双稳态多谐振荡器，利用集成脉冲驱动电路实现双路信号驱动，利用隔离变压器将单极性脉冲或直流信号变换为双极性脉冲调制信号，本发明能够满足高电压隔离传输场合下脉冲信号调理的要求，且实现简单，造价低。
文档编号H03K3/033GK102970004SQ20121044361
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者蒋洪卫, 沙亮, 张彦 申请人:中国船舶重工集团公司第七二三研究所