专利名称：高精度交直流双电平光纤传输器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据测量传输领域，具体的说是一种高精度交直流双电 平光纤传输器。
技术背景工作于强电磁干扰、高电压环境下的信号传输，光纤是理想的传输介质。目 前大部分模拟量的测量都采用双绞线传输，虽然在普通环境和短距离时，测量能 够达到要求。但是在强电磁干扰和长距离环境下，测量就达不到高精度，如果模 块间存在高压时，安全也得不到保障。 实用新型内容本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种安装方便的高精度交直流双 电平光纤传输器。本实用新型的目的可通过以下技术方案予以实现。一种高精度交直流双电平光纤传输器，包括模拟量输入模块电路、模拟量输 出模块电路，所述的模拟量输入模块电路包括AD652电压频率转换芯片、 DS75451光驱动芯片、74LS04反相器、HFBR1414T光纤发射模块和一个有源晶 振；所述的AD652电压频率转换芯片的引脚7为电压接受端；AD652电压频率 转换芯片的引脚11与74LS04反相器相连，74LS04反相器的输出端与DS75451 光驱动芯片相连，同时AD652电压频率转换芯片的引脚10经过有源晶振与 HFBR1414T光纤发射模块相连，把电信号转换成光信号，通过光纤发送给模拟 量接收端；所述的模拟量输出模块电路包括HFBR2412T光纤接收模块、AD652 电压频率转换芯片、OP07运算放大器和一个有源晶振；HFBR2412T光纤接收模 块把接收来的光信号转换成矩形波电平信号，HFBR2412T光纤接收模块的输出 引脚与AD652电压频率转换芯片的14引脚相连，HFBR2412T光纤接收模块与 AD652电压频率转换芯片的引脚10之间连接有源晶振；AD652电压频率转换 芯片的输出引脚4与OP07运算放大器的正极相连，HFBR2412T光纤接收模块 和AD652电压频率转换芯片之间采用数字接地，模拟接地与数字接地之间连接有磁珠；OP07运算放大器的负极串接有可调电位器，并向OP07运算放大器输入 工作电压。本实用新型的发明效果发送端波形与接收端接收到波形的信号的延迟时间小于2微秒。当输入直流 电压时，发送端与接收端的误差小于io毫伏。当发送端为类三角波时，输入与 输出波形几乎一致，幅值误差也很小。这完全满足了工程要求，同时具有可靠性 高，抗干扰能力强，安装方便等特点。
图1为双绞线测量模拟量结构图。图2为本实用新型光纤测量模拟量结构图。图3为本实用新型模拟量输入模块电路原理图。 图4为本实用新型模拟量输出模块电路原理图。 图5为本实用新型电路测量波形图。(a) 图中波形l为发送端电压为-4伏时，波形2为接收端输出-4伏电压信 号，图中输入输出电压的误差很小，大概在10毫伏以内。(b) 图中波形1为发送端输入50Hz矩形波正电压信号，波形2为接收端输 出的50Hz矩形波正电压信号。图中输出矩形波有一个充电过程，充电时间大概 为2毫秒。(c) 图中波形1为发送端输入370Hz矩形波负电压信号，波形2为接收端 输出的370Hz矩形波负电压信号。图中输出波形与输入波形几乎一致，没有延迟 时间。(d) 图中波形1为发送端输入160Hz类三角波电压信号，波形2为接收端输 出的160Hz类三角波电压信号。图中输入波形与输出波形几乎一致，延迟时间大 概在0.05毫秒左右。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一歩描述。图3为本实用新型模拟量输入模块电路原理图，图中包括AD652电压频率转 换芯片，DS75451光驱动芯片，74LS04反相器，2MHZ的有源晶振，还包括一个 HFBR1414T光纤发射模块，当模拟量输入时，首先经过AD652电压频率转换芯片的引脚7接收5伏电压，然后把接收端7接收的-5伏到+5伏的电压转换为0到 1MHZ的矩形波，通过AD652电压频率转换芯片的引脚11发送给74LS04反相器， 通过74LS04反相器把矩形波进行反相，再把反相后的矩形波通过74LS04反相器 的输出端连接到DS75451光驱动芯片，同时AD652电压频率转换芯片的引脚10 经过2MHz的有源晶振与HFBR1414T光纤发射模块相连，最后经过HFBR1414T 光纤发射模块把电信号转换成光信号，通过光纤发送给模拟量的接收端。图4为本实用新型模拟量输出模块电路原理图，图中包括HFBR2412T光纤 接收模块、AD652电压频率转换芯片、OP07运算放大器和一个2 MHz的有源晶 振；当模拟量接收端模块接收到光信号，HFBR2412T光纤接收模块把接收到的 光信号转换成矩形波电平信号，再把矩形波电平信号传送到AD652电压频率转 换芯片的接收端14,经过AD652电压频率转换器把0到1MHZ的矩形波转换为 0到10伏的电压信号，AD652电压频率转换芯片的输出引脚4通过一个电感和 一个电阻与OP07运算放大器的正极相连，同时在电阻和电感之间再并联一电容 和电感后模拟接地，HFBR2412T光纤接收模块和AD652电压频率转换芯片之 间采用数字接地，模拟接地与数字接地之间连接有磁珠，采用磁珠进行隔离，防 止数字信号干扰模拟信号。同时OP07运算放大器输入5伏电压，把转换来的0 到10伏的电压与5伏电压相减，得到-5伏到+5伏的电压，同时OP07运算放大 器的负极连接有IOKQ和100KQ的可调电位器，用来调节输入到OP07运算放大 器中的5伏电压，同时也可以调节整个转换电路的零漂和温漂。
权利要求1、一种高精度交直流双电平光纤传输器，包括模拟量输入模块电路、模拟量输出模块电路，其特征在于所述的模拟量输入模块电路包括AD652电压频率转换芯片、DS75451光驱动芯片、74LS04反相器、HFBR1414T光纤发射模块和一个有源晶振；所述的AD652电压频率转换芯片的引脚7为电压接受端；AD652电压频率转换芯片的引脚11与74LS04反相器相连，74LS04反相器的输出端与DS75451光驱动芯片相连，同时AD652电压频率转换芯片的引脚10经过有源晶振与HFBR1414T光纤发射模块相连，把电信号转换成光信号，通过光纤发送给模拟量接收端；所述的模拟量输出模块电路包括HFBR2412T光纤接收模块、AD652电压频率转换芯片、OP07运算放大器和一个有源晶振；HFBR2412T光纤接收模块把接收来的光信号转换成矩形波电平信号，HFBR2412T光纤接收模块的输出引脚与AD652电压频率转换芯片的14引脚相连，HFBR2412T光纤接收模块与AD652电压频率转换芯片的引脚10之间连接有源晶振；AD652电压频率转换芯片的输出引脚4与OP07运算放大器的正极相连，HFBR2412T光纤接收模块和AD652电压频率转换芯片之间采用数字接地，模拟接地与数字接地之间连接有磁珠；OP07运算放大器的负极串接有可调电位器，并向OP07运算放大器输入工作电压。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度交直流双电平光纤传输器，包括模拟量输入模块电路、模拟量输出模块电路，电信号通过模拟量输入模块电路把电信号转换成光信号，通过光纤发送给模拟量的接收端。本实用新型发送端波形与接收端接收到波形的信号的延迟时间小于2微秒。当输入直流电压时，发送端与接收端的误差小于10毫伏。当发送端为类三角波时，输入与输出波形几乎一致，幅值误差也很小。这完全满足了工程要求，同时具有可靠性高，抗干扰能力强，安装方便等特点。
文档编号G08C23/06GK201117108SQ20072004293
公开日2008年9月17日 申请日期2007年8月17日 优先权日2007年8月17日
发明者吴友国, 廖燕川, 潘圣民, 许留伟 申请人:中国科学院等离子体物理研究所