专利名称：一种基于电流载波控制的信号传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于电流载波控制的信号传输装置，属于信号传输技术领域。
背景技术：
电压信号传输广泛应用于井下设备数据的传输系统，在复杂的环境中，为了确保井下设备正常工作，需要检测井下设备的工作状态，目前大多数传输装置采用无线和单总线方式，这样的传输方式存在很多缺点第一、无线传输在井下封闭的环境中会因为设备的金属外壳将信号屏蔽，使信号 无法正常传输。第二、单总线传输，需要控制芯片提供载波，然后通过乘法器对信号进行处理，中间处理环节较多，信号容易产生失真。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种大大减少了对信号处理的中间环节、使整个系统简单，干扰小，工作稳定可靠的基于电流载波控制的信号传输装置。采用电流载波控制电路，采用模拟的方式，大大减少了对信号处理的中间环节，使整个系统简单，干扰小，工作稳定可靠本实用新型的技术解决方案是一种基于电流载波控制的信号传输装置，包括电源部分和信号处理部分；所述的电源部分包括二极管Dl、D4、D7 D9、稳压二极管D2、D5、稳压管D3、电容Cl、C2、C4、C6、C7 C9、Cll C17、限流电阻R1、电阻R5、R6、脉冲发生器JPl、变压器T1、M0S管Q5、三极管Q2、Q3和三端稳压器Ul，二极管Dl正极接IlOV电源输入正端、负极与二极管D4串联，二极管D4的负极接地，电容Cl与电容C2串联后与二极管Dl、D4串联的支路并联，稳压二极管D2与稳压二极管D5串联后与电容C4、电容C6并联，稳压二极管D2、电容C4、电容C6的公共端分别接IlOV电源输入正端、限流电阻Rl的一端和变压器Tl的原边的一端连接，电容C7与电容CS并联，其公共端一端分别与限流电阻Rl的另一端、稳压管D3的正极和脉冲发生器JPl的4脚、8脚连接，电容C7与电容C8公共端的另一端分别与稳压二极管D5、电容C4、C6的公共端、稳压管D3的负极、电容C9的一端和脉冲发生器JPl的I脚连接，电容C9的另一端与脉冲发生器JPl的2脚连接，电阻R5的一端与脉冲发生器JPl的6脚连接，另一端分别与脉冲发生器JPl的3脚和三极管Q2、Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与脉冲发生器JPl的8脚连接，三极管Q3的集电极与脉冲发生器JPl的I脚连接，电阻R6的一端分别与三极管Q2、Q3的发射极连接，另一端与MOS管Q5的栅极连接，二极管D7与MOS管Q5并联，变压器Tl原边的另一端与MOS管Q5的漏极连接，变压器Tl的第一绕组与二极管D8的负极连接、第二绕组与二极管D9的正极连接，电容Cll与C13并联，电容C12、C14与C15并联，电容C16与C17并联，电容Cll与C13公共一端分别与二极管D8的正极和三端稳压器Ul的I脚连接，电容Cll与C13公共另一端分别与电容C12、C14与C15的公共一端、三端稳压器U I的2脚、电容C16与C17的公共一端及地连接并输出-5V，电容C12、C14与C15的公共另一端与二极管D9的负极连接，电容C16与C 17的公共另一端与三端稳压器Ul的3脚连接并输出+5V ;所述的信号处理部分包括电阻R2 R4、R7、R8、电容C3、C5、CIO、MOS管Ql、运算放大器N3、稳压二极管D6和恒流二极管Q4、Q6，外部信号通过电容ClO输入到运算放大器N3的正端，电容ClO另一端接地，运算放大器N3的负端分别与电阻R7和电容C3的一端连接，电源部分输出的-5V接运算放大器N3的4脚，电源部分输出的+5V接运算放大器N3的8脚和电阻R8的一端，运算放大器N3的输出分别与电阻R8、电容C3的另一端和电阻R4的一端连接，MOS管Ql的栅极分别与电阻R4的另一端、电容C5的一端和稳压二极管D6的正极连接，稳压二极管D6的负极接地，MOS管Ql的漏极与脉冲发生器JPl的I脚连接，MOS管Ql的源极分别与电阻R3的一端、恒流二极管Q4、Q6的负极连接，电阻R3的另一端接地，恒流二极管Q4、Q6的正极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与稳压二极管D5的负极连接。所述的脉冲发生器JPl采用SE7555芯片。所述的MOS 管 Ql 采用 IRF3215，MOS 管 Q5 采用 RF1N20。所述的运算放大器N3采用LM662芯片。所述的三端稳压器Ul采用LP2950AC。本实用新型与现有技术相比具有如下优点(I)本实用新型采用模拟的方式，大大减少了对信号处理的中间环节，使整个装置简单，干扰小，工作稳定可靠；(2)本实用新型采用DCllOV直流供电，经过SE7555变换为稳定的+5V/-5V，为外部传感器和信号处理部分供电；(3)本实用新型采用的高温的MOS管，在井下复杂高温的环境中，为信号处理部分提供精准的电流信号，同时产生的电流载波信号通过MOS管耦合在主回路中，电路简单，抗干扰性好，故障率低，有利于推广使用。
图I为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面就结合附图对本实用新型做进一步介绍。本实用新型如图I所示，包括电源部分和信号处理部分，电源部分输入直流110V，通过稳压管稳压稳定在30V，经过脉冲发生器SE7555芯片变换为+5V/-5V，电压纹波小于50mV,为外部传感器和运算放大器LM662芯片供电。电源部分包括二极管D1、D4、D7 D9、稳压二极管D2、D5、稳压管D3、电容C1、C2、C4、C6、C7 C9、Cll C17、限流电阻R1、电阻R5、R6、脉冲发生器JPl、变压器Tl、MOS管Q5、三极管Q2、Q3和三端稳压器Ul。二极管Dl、D4采用1V5KE，电容Cl、C2、C4、C6、C7 C9、C11 C17采用钽电解电容，稳压二极管D2、D5采用IN5253B，稳压管D3采用5. 6V的稳压管，MOS管Q5采用RF1N20，脉冲发生器JPl采用SE7555芯片，三极管Q2为NPN的三极管，三极管Q3为PNP的三极管，二极管D7、D8、D9采用IN4007，三端稳压器Ul采用LP2950AC。[0019]二极管D1、D4串联，电容C1、C2串联，然后两个支路并联，给IlOV滤波，稳压二极管D2、D5串联，与C4、C6并联，从IlOV上截取30V的电压，通过限流电阻Rl与5. 6V稳压管D3连接，电容C7、C8与脉冲发生器JPl的8脚连接，为JPl提供5V的电源，同时D5、C4、C6、D3、C7、C8的另一端连接在一起与JPl的I脚(GND)连接在一起，C9、R5为JPl提供振荡频率，C9分别和JPl的第2脚和I脚连接，R5分别和JPl的6脚和3脚连接，JPl的输出端3脚与三极管Q2、Q3连接，两个三极管的基极连接在一起，Q2的集电极和JPl的8脚连在一起，Q3的集电极和JPl的I脚连在一起，电阻R6和两个三极管的发射极连接在一起，为Q5提供驱动电压，二极管D7与Q5并联，为Q5提供续流的作用，变压器Tl原边的一端与输入IlOV的正端连接，原边的另一端与Q5的漏极连接，变压器Tl的第一绕组通过D8，Cll, C13整流滤波，在经过三端稳压器Ul，C16、C17滤波输出+5V，第二绕组连接D9，C12，C14，C15整流滤波直接输出。电源部分工作原理输入电压是DCl 10V，通过二极管Dl、D4和电容Cl、C2进行滤波，然后通过两个稳 压二极管D2、D5从IlOV上截取30V的电压给C4、C6，进行滤波，再经过稳压管D3和C7、C8滤波，给芯片SE7555提供5V的工作电压，其中C9和R5使芯片SE7555产生380K的一个谐振频率，芯片SE7555的三脚(OUT)输出一个固定频率380K的一个PWM，然后通过三极管Q2、Q3推挽放大，通过电阻R6为MOS管RF1N20提供驱动电压，二极管D7为MOS管续流。芯片SE7555产生的PWM通过MOS管产生了一个高频的方波，然后进入变压器Tl，产生一个高频的交流电，通过D7、D8整流输出，其中D7产生的是+5V的直流电压，通过Cll、C13进行滤波，然后经过三端稳压器U1，最后经过C16、C17滤波输出DC+5V，D8产生的是-5V的直流电压，经过C12、C14、C15直接输出。信号处理部分包括电阻R2 R4、R7、R8、电容C3、C5、CIO、MOS管Q1、运算放大器N3、稳压二极管D6和恒流二极管Q4、Q6。运算放大器N3A采用LM662芯片，MOS管Ql采用IRF3215。外部信号SIGMAL通过ClO输入到运放N3的正端(3脚)，R7、C3接运放的负端(2脚)，-5V接运放N3的4脚，+5V接N3的8脚，R8的一端接+5V，R8、C3的另一端接运放的输出(I脚)，R4、C5、D6、与Ql的栅极连接，为MOS管Ql提供驱动电压，Ql的漏极与脉冲发生器JPl的GND连接，Ql的源极和R3连接，然后与Q4、Q6连接，然后和功率电阻R2连接，最后接入D5的另一端(也就是JPl的GND)。信号处理部分工作原理电压信号转换成电流信号传感器的电压信号通过ClO输入，然后进入运放芯片LM662的正端(3脚)，芯片LM662的I脚输出和传感器信号一模一样的电压信号，电阻R7、R8和电容C3、C5工作在负反馈状态，通过R4驱动MOS管，MOS管工作在线性状态，当驱动信号电压低时，流过MOS管的电流就少，当驱动信号电压高时，流过MOS管的电流就多，电流的大小和电压的大小成正比，电阻R4为了保护恒流二极管Q4、Q6，Q4、Q6为MOS管提供开通的电压基准点O. 8V，D6是8. 2V的稳压二极管为了保护MOS管，防止MOS管的驱动电压太高。本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
权利要求1.一种基于电流载波控制的信号传输装置，其特征在于包括电源部分和信号处理部分； 所述的电源部分包括二极管Dl、D4、D7 D9、稳压二极管D2、D5、稳压管D3、电容Cl、C2、C4、C6、C7 C9、C11 C17、限流电阻R1、电阻R5、R6、脉冲发生器JP1、变压器Tl、MOS管Q5、三极管Q2、Q3和三端稳压器U1，二极管Dl正极接IlOV电源输入正端、负极与二极管D4串联，二极管D4的负极接地，电容Cl与电容C2串联后与二极管Dl、D4串联的支路并联，稳压二极管D2与稳压二极管D5串联后与电容C4、电容C6并联,稳压二极管D2、电容C4、电容C6的公共端分别接IlOV电源输入正端、限流电阻Rl的一端和变压器Tl的原边的一端连接，电容C7与电容CS并联，其公共端一端分别与限流电阻Rl的另一端、稳压管D3的正极和脉冲发生器JPl的4脚、8脚连接，电容C7与电容CS公共端的另一端分别与稳压二极管D5、电容C4、C6的公共端、稳压管D3的负极、电容C9的一端和脉冲发生器JPl的I脚连接，电容C9的另一端与脉冲发生器JPl的2脚连接，电阻R5的一端与脉冲发生器JPl的6脚连接，另一端分别与脉冲发生器JPl的3脚和三极管Q2、Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与脉冲发生器JPl的8脚连接，三极管Q3的集电极与脉冲发生器JPl的I脚连接， 电阻R6的一端分别与三极管Q2、Q3的发射极连接，另一端与MOS管Q5的栅极连接，二极管D7与MOS管Q5并联，变压器Tl原边的另一端与MOS管Q5的漏极连接，变压器Tl的第一绕组与二极管D8的负极连接、第二绕组与二极管D9的正极连接，电容Cll与C13并联，电容C12、C14与C15并联，电容C16与C17并联，电容Cll与C13公共一端分别与二极管D8的正极和三端稳压器Ul的I脚连接，电容Cll与C13公共另一端分别与电容C12、C14与C15的公共一端、三端稳压器Ul的2脚、电容C16与C17的公共一端及地连接并输出-5V，电容C12、C14与C15的公共另一端与二极管D9的负极连接，电容C16与C17的公共另一端与三端稳压器Ul的3脚连接并输出+5V ； 所述的信号处理部分包括电阻R2 R4、R7、R8、电容C3、C5、CIO、MOS管Q1、运算放大器N3、稳压二极管D6和恒流二极管Q4、Q6，外部信号通过电容ClO输入到运算放大器N3的正端，电容ClO另一端接地，运算放大器N3的负端分别与电阻R7和电容C3的一端连接，电源部分输出的-5V接运算放大器N3的4脚，电源部分输出的+5V接运算放大器N3的8脚和电阻R8的一端,运算放大器N3的输出分别与电阻R8、电容C3的另一端和电阻R4的一端连接，MOS管Ql的栅极分别与电阻R4的另一端、电容C5的一端和稳压二极管D6的正极连接，稳压二极管D6的负极接地，MOS管Ql的漏极与脉冲发生器JPl的I脚连接，MOS管Ql的源极分别与电阻R3的一端、恒流二极管Q4、Q6的负极连接，电阻R3的另一端接地，恒流二极管Q4、Q6的正极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与稳压二极管D5的负极连接。
2.根据权利要求I所述的一种基于电流载波控制的信号传输装置，其特征在于所述的脉冲发生器JPl采用SE7555芯片。
3.根据权利要求I所述的一种基于电流载波控制的信号传输装置，其特征在于所述的 MOS 管 Ql 采用 IRF3215，MOS 管 Q5 采用 RF1N20。
4.根据权利要求I所述的一种基于电流载波控制的信号传输装置，其特征在于所述的运算放大器N3采用LM662芯片。
5.根据权利要求I所述的一种基于电流载波控制的信号传输装置，其特征在于所述的三端稳压器Ul采用LP2950A C。
专利摘要本实用新型公开了一种基于电流载波控制的信号传输装置，包括电源部分和信号处理部分，电源部分输入直流110V，通过稳压管稳压稳定在30V，经过脉冲发生器SE7555芯片变换为+5V/-5V，电压纹波小于50mV，为外部传感器和运算放大器LM662芯片供电。本实用新型采用模拟的方式，大大减少了对信号处理的中间环节，使整个装置简单，干扰小，工作稳定可靠；本实用新型采用DC110V直流供电，经过SE7555变换为稳定的+5V/-5V，为外部传感器和信号处理部分供电；本实用新型采用的高温的MOS管，在井下复杂高温的环境中，为信号处理部分提供精准的电流信号，同时产生的电流载波信号通过MOS管耦合在主回路中，电路简单，抗干扰性好，故障率低，有利于推广使用。
文档编号G08C19/02GK202650234SQ20122018375
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者高涛, 刘建华, 陈京谊, 孙哲峰, 王学军, 张福亮, 刘晓刚, 张宏, 向伟荣, 孙宏明 申请人:航天科工惯性技术有限公司