专利名称：电信号光电隔离转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电信号传输设备，特别是涉及一种电信号光电隔离转换器。
技术背景在控制和测量领域的很多场合需要采集并传输一个信号，但是可能由于高电压绝缘 或是保密等问题，同时要求采集系统和这个信号能有效隔离开。因为信号源可能是处于 高压环境，传输过程可能有很强的电磁干扰，将极大的影响了装置的运行，如果高压传 入到装置严重的时候会导致生命危险。为此，人们采用了很多种措施来保证隔离效果和 传输的可靠性。我们设计了一个成本低廉的和原信号实行光隔离的转换器，该隔离器可 以用于任何的信号传输和隔离。由于釆取光传输，所以可以完全隔离原信号和杜绝电磁 干扰，确保信号真实传输。 发明内容本实用新型的目的是提供一种成本低廉的电信号光电隔离转换器。 为实现上述目的，本实用新型电信号光电隔离转换器包括信号输入电路、三角波发 生器、比较器、光隔离回路；信号输入电路和三角波发生器共同连接比较器的输入端， 比较器的输出端再连接光隔离回路。其能把要传输的电压或是电流信号转换为可以光电 隔离的脉冲信号以供处理器处理。如此设计，输入信号可以是电压信号也可以电流信号， 通过输入部分转换为可以和三角波发生器比较的信号。把输入信号转换为一系列脉冲， 其中脉冲宽度和信号的幅值成比例。所述三角波发生器是一个振荡电路产生一个幅值和 频率固定的三角波，通过提高三角波的频率，也可以传输快速变化的输入信号。所述比 较器是一个比较电路，用于比较同一个时刻输入信号的幅值和三角波的幅值同时输出一 个比较结果高电平或是低电平。其中高电平的宽度和输入信号的幅值成反比。所述光隔 离回路可以是由一个普通的光耦把上述的比较结果转换为一个完全隔离的脉冲信号，也 可以是芯片产生的一个光脉冲信号通过光纤传输。实现和采样信号的完全隔离。由于输 入信号和处理装置是通过光纤连接的，所以不存在绝缘和电磁干扰的问题。该装置将有 效的解决了输入信号和处理装置之间的隔离问题。其能以简单的结构将输入的采样信号 转变成一个幅值和原信号成正比的电压信号或光信号。具有结构简单，成本低廉，性能3可靠的优点。作为优化，信号输入电路为电压型信号输入电路或电流型信号输入电路。作为优化，电压型信号输入电路由限流电阻和与之并联的瞬态抑制二级管、压敏电 阻和采样电阻组成；电流型信号输入电路由相互并联的采样电阻和瞬态抑制二级管组成。 如此设计，其中瞬态抑制二级管和压敏电阻并联在电路上用于保护电子电路和限制信号 幅度。限流电阻用于限流保护。采样电阻用于采集电信号。作为优化，比较器由运放和稳压管组成。如果三角波的某一时刻电压幅值大于同一 时刻输入信号的电压值则比较器输出高电平，如果低于输入信号的电压幅值比较器输出 低电平。如此设计，结构简单，成本低。作为优化，三角波发生器由运放和电阻电容稳压管组成。三角波发生器由运放和电 阻电容稳压管组成，也可以是别的芯片搭成。如此设计，结构简单，成本低。作为优化，光隔离回路由光耦合器构成或由电光转换器构成。其是利用光耦把输入 信号隔离，或者直接转换为光信号通过光纤来传输信号。如此设计，前者，通过电-光-电转换形式实现有效隔离。后者，通过电-光转换形式实现有效隔离。采用普通的光耦而 非线性光耦使得成本大大减低，能广泛的应用于各种场合。采用上述技术方案后，本实用新型电信号光电隔离转换器采样信号通过光信号传 输实现了完全的隔离。由于可以采用光纤传输杜绝了电磁干扰问题。能以简单的结构将 输入采样信号转变成一个幅值和原信号成正比的电压信号或光信号。具有结构简单，成 本低廉，性能可靠的优点。
图l是本实用新型电信号光电隔离转换器的电路原理图； 图2是本实用新型电信号光电隔离转换器的工作原理图；图3是本实用新型电信号光电隔离转换器中电压型信号输入电路的电路原理图； 图4是本实用新型电信号光电隔离转换器中电流型信号输入电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的描述如图所示，本实用新型电信号光电隔离转换器包括信号输入电路l、三角波发生器2、 比较器3、光隔离回路4;信号输入电路1和三角波发生器2共同连接比较器3的输入端，比 较器3的输出端再连接光隔离回路4。其可采用直流2.5V 15V电源供电。信号输入电路l为 电压型信号输入电路或电流型信号输入电路。其中电压型信号输入电路由限流电阻R1和与之并联的瞬态抑制二级管D1、压敏电阻R2和采样电阻R3组成；电流型信号输入电路 由相互并联的采样电阻R3和瞬态抑制二级管D1组成。所述比较器优选由运放和稳压管组成。所述三角波发生器优选由运放和电阻电容稳 压管组成。所述光隔离回路由光耦合器构成或由电光转换器构成。这样，光隔离回路可 以是由光耦构成，把比较器输出的结果直接通过光耦隔离直接输出，也可以通过光纤头 转换为光信号，使得能通过光纤传输输入信号。其工作原理图是Sin是输入信号，它和三角波比较后得到的宽度和其幅值大小成正 比的脉冲Sout。 Sout信号就可以通过光耦来隔离输入信号。我们也可以通过光纤来传输 到目的地，到了目的地通过计算脉冲宽度就可以得到输入信号的幅值。由于输入信号和 处理装置是通过光纤连接的，所以不存在绝缘和电磁干扰问题。该装置将有效的解决了 输入信号和处理装置之间的隔离问题。本发明与现有的技术相比较有如下的积极效果1.采样信号是通过光信号传输的实现了完全的隔离。2.由于采用光纤传输杜绝了电磁干扰的问题。3.采用普通的光耦而非 线性光耦使得成本大大减低，能广泛的应用于各种场合应用。4、输入信号可以通过光耦 隔离后输出，也可以直接转换后为光脉冲信号通过光纤进行传输输出。
权利要求1.一种电信号光电隔离转换器，其特征在于包括信号输入电路、三角波发生器、比较器、光隔离回路；信号输入电路和三角波发生器共同连接比较器的输入端，比较器的输出端再连接光隔离回路。
2、 根据权利要求l所述电信号光电隔离转换器，其特征在于信号输入电路为电压型 信号输入电路或电流型信号输入电路。
3、 根据权利要求2所述电信号光电隔离转换器，其特征在于电压型信号输入电路由 限流电阻和与之并联的瞬态抑制二级管、压敏电阻和釆样电阻组成；电流型信号输入电 路由相互并联的采样电阻和瞬态抑制二级管组成。
4、 根据权利要求l所述电信号光电隔离转换器，其特征在于比较器由运放和稳压管 组成。
5、 根据权利要求l所述电信号光电隔离转换器，其特征在于三角波发生器由运放和 电阻电容稳压管组成。
6、 根据权利要求1或2或3或4或5所述电信号光电隔离转换器，其特征在于光隔离回 路由光耦合器构成或由电光转换器构成。
专利摘要本实用新型涉及一种电信号光电隔离转换器，为解决电信号传输中的电隔离问题，其包括信号输入电路、三角波发生器、比较器、光隔离回路；信号输入电路和三角波发生器共同连接比较器的输入端，比较器的输出端再连接光隔离回路。信号输入电路为电压型信号输入电路或电流型信号输入电路。电压型信号输入电路由限流电阻和与之并联的瞬态抑制二极管、压敏电阻和采样电阻组成；电流型信号输入电路由相互并联的采样电阻和瞬态抑制二极管组成。光隔离回路由光耦合器构成或由电光转换器构成。其具有能以简单的结构将输入采样信号转变成一个幅值和原信号成正比的电压信号或光信号。具有结构简单，成本低廉，性能可靠的优点。
文档编号H04B10/00GK201118591SQ20072017382
公开日2008年9月17日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者林云志, 王悦莹 申请人:林云志;王悦莹