专利名称：控制信号转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制信号转换装置。
背景技术：
在反应堆保护系统、控制系统及监测系统中，例如在KRG系统(集中控制模拟量机柜)中，经常需要对信号进行低通滤波、微分、相位超前或相位滞后校正等函数变化处理，以产生相应控制信号完成控制功能，或者产生保护信号完成安全功能，因此就需要一种装置来实现所述函数变化，以产生控制信号。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种控制信号转换装置，以实现对输入信号进行函数变化以产生控制信号。
本实用新型提供的控制信号转换装置，包括 输入匹配单元，用于将输入信号转换为特定范围的信号输出给函数变换单元； 函数变换单元，用于对接收的信号进行函数变换输出所需信号给输出单元； 输出单元，用于对接收的函数变换单元的信号进行输出。
其中，所述输入匹配单元包括放大器，其正向输入用于接入输入信号；连接在放大器正向输入和输入端用于实现放大增益的回路。
其中，所述函数变换单元包括以下之一或任意组合低通滤波单元，用于将信号进行变换输出；微分单元，用于将信号进行变换输出； 相位调整单元将信号进行变换输出；其中，Y为输出信号，X为输入信号；T为时间常数。
其中，所述低通滤波单元包括高输入阻抗放大器，其正向输入端连接在接收输入信号的串联的可调电阻和可调电容之间；连接在高输入阻抗放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的回路。
其中，所述微分单元包括高输入阻抗放大器，其反向输入端连接在接收输入信号串联的可调电阻和可调电容一端；连接在高输入阻抗放大器反向输入端与输出端用于实现放大增益的包含可调电阻的回路；放大器，其反向输入端与高输入阻抗放大器输出端相连；连接在放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的回路。
其中，所述相位调整单元包括高输入阻抗放大器，其正向输入端连接在接收输入信号的串联的可调电阻和可调电容之间；连接在高输入阻抗放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的包含可调电阻的回路；连接在高输入阻抗放大器反向输入端的可调电容。
其中，所述高输入阻抗放大器包括依次相连的场效应管和放大器。
其中，输出单元包括放大器，其正向输入端用于接入函数变换单元的输出信号；接在放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的回路。
其中，进一步包括连接在输出单元的限幅单元，用于限定输出信号值处于设定范围内。
由上可以看出，本实用新型提供的控制信号转换装置，可以实现将输入信号进行低通滤波、微分、相位超前或相位滞后校正等函数处理，以产生相应控制信号完成控制功能，或者产生保护信号完成安全功能。
图1是控制信号转换装置原理图； 图2是输入匹配单元电路图； 图3是低通滤波单元电路图； 图4是低通滤波单元传递函数电路示意图； 图5是微分单元电路图； 图6是微分单元传递函数电路示意图； 图7是相位调整单元电路图； 图8是相位调整单元传递函数电路示意图； 图9是输出单元电路图； 图10是限幅单元电路图。
具体实施方式
本实用新型控制信号转换装置可以完成相位超前或相位滞后校正、微分作用、低通滤波等功能。该插件实现传递的函数有下述几种形似 低通滤波函数 微分作用函数 相位超前或相位滞后校正函数 其中上述公式中的(1+(T2+T3)P)/((1+T1P)(1+T3P))是接近于1的瞬态项，这是因为T2与T3之间的最小比值不低于200；T3为瞬态时间常数，为0.047S；Y表示为输出信号；X表示为输入信号；每个时间常数T均为由开关设置的t和由电位器设置的t’之和。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
如图1示出了控制信号转换装置示意图，包括输入匹配单元、函数变换单元和输出单元，其中函数变换单元可包括低通滤波单元、微分单元、相位调整单元。输入信号经过输入匹配单元输出后，将信号施加到低通滤波单元、微分单元或相位调整单元进行函数变化，然后输出到输出单元输出。
如图2示出了输入匹配单元，包括放大器A1，放大器A1作为电压跟随器的放大器，将输入信号放大1倍输出。其中，网络R3-R4-C1和R16-C6不参予电路工作，主要在连接了外部监视器时，通过监视器检查该输入匹配单元。
如图3示出了低通滤波单元，其中，场效应晶体管(FET)Q1与相连接的放大器A2组成1个高输入阻抗的放大器。所述输入阻抗可以是由开关Cm1在图示的10个等值挡内设置的从0～R1的值，并且在每挡之间可由电位计P10进行连续调整。
开关Cm3用于控制在时间常数R1·C20或R1·C21之间进行转换。两个时间常数间的比值可设置为10。
放大器A2的偏移电压可通过电位计P1进行补偿。
由此形成的电路传递函数可表示为图4，其中，R1-C电路是输入信号Ve的分压器；Vs是电容器C两端产生的电压，传递函数Vs/Ve是 其中，R1·C为时间常数T1时，则可表示为 如图5示出了微分单元，其中，示出的电阻器R2与R1电阻器一样，由开关Cm2在等值10档内可以从0变到最大值，并且由电位计P11在每挡间可以连续调整。
放大器A3作为增益为1的反向器，用于恢复信号变化的方向。
由此形成的电路的传递函数可表示为图6。其中，输入信号由电路R1-C两端产生及由电阻器R2两端产生。传递函数Vs/Ve是 R2·C是时间常数T2，R1·C为时间常数T1时，可表示为 如图7示出了相位调整单元，用于完成相位超前或相位滞后的校正，基本与图5相似，此处不再赘述。由此形成的电路的传递函数可如图8所示其中，在任何时间内，Vs’＝Ve’。其中， 其中，R1·C1是时间常数T1，R2·C2是时间常数T2，R3·C3是时间常数T3时，则可表示为 当R3为零时，传递函数可表示为 当电阻器R3非0时，传递函数可表示为 对于T1和T2，可选择的最小时间常数是1s，有关的电阻器R2的最小值是1MΩ，R3是47kΩ，这样T2和T3时间常数之间的最小比值大约为210。在该情况下，传递函数方程式的(1+(T2+T3)P)/((1+T2P)(1+T3P))项保持接近于1，电路传递函数可被看作是等于理论上的传递函数，可视为 如图9示出了输出单元，在放大器A4输出端可获得增益为1的输入信号。其中，电阻器R20用于通过特性化插件或者接到公共0v供滤波和校正功能，或者接到+3V偏压供微分作用。+3V偏压由电位计P12输出并由稳压二极管D20稳压。稳压二极管D1-D2和电阻器R23保护放大器以防通过输出可能反馈的过电压。放大器偏移电压可通过电位计P3补偿。
图10还示出了连接在输出部分的限幅单元，当输出信号低于由电位计P5整定的高限阈值并高于由电位计P4整定的低限阈值时，放大器A5-1的正向输入比它的反向输入值大，A5-1的输出是正的，二极管D5被截止。放大器A5～2的正向输入比它的反向输入值小时，A5-2的输出是负的，二极管D4也被截止，限幅单元不工作。
当输出信号趋向变为大于由电位计P5整定的高限阈值时，A5-1放大器的正向输入与它的反向输入相比变成负的。它的输出是负的，二极管D5导通并产生1个负信号传到输出线路放大器A4的正向输入端。它引起输出信号减少，于是输出信号被限制到由电位计P5整定的限值上。
当输出信号趋向变为低于由电位计P4整定的低限闭值时，A5-2放大器的正向输入与其反向输入相比变成正的。它的输出是正的，二极管D4导通并产生1个正信号传到放大器A4的正向输入端，这样引起输出信号增大，于是输出信号被限制到由电位计P4整定的限值上。
当电位计P6和P7设定最大高限值和最小低限值时，高限和低限阈值可通过电位计P5和P4进行调整。限幅阈值可由稳压二极管D11来稳压。稳压二极管D3和电阻器R29保护放大器A5-1和A5-2以防通过输出可能反馈的过电压。
如上详细描述了本实用新型，控制信号转换装置，可见，本实用新型可实现对输入信号进行低通滤波、微分、相位超前或相位滞后校正等处理，生成控制信号以提供给相应设备完成控制功能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种控制信号转换装置，其特征在于，包括
输入匹配单元，用于将输入信号转换为特定范围的信号输出给函数变换单元；
函数变换单元，用于对接收的信号进行函数变换输出所需信号给输出单元；
输出单元，用于对接收的函数变换单元的信号进行输出。
2.根据权利要求1所述的控制信号转换装置，其特征在于，所述输入匹配单元包括
放大器，其正向输入用于接入输入信号；
连接在放大器正向输入和输入端用于实现放大增益的回路。
3.根据权利要求1所述的控制信号转换装置，其特征在于，所述函数变换单元包括以下之一或任意组合
低通滤波单元，用于将信号进行变换输出；
微分单元，用于将信号进行变换输出；
相位调整单元将信号进行变换输出；
其中，Y为输出信号，X为输入信号；T为时间常数。
4.根据权利要求3所述的控制信号转换装置，其特征在于，所述低通滤波单元包括
高输入阻抗放大器，其正向输入端连接在接收输入信号的串联的可调电阻和可调电容之间；
连接在高输入阻抗放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的回路。
5.根据权利要求3述的控制信号转换装置，其特征在于，所述微分单元包括
高输入阻抗放大器，其反向输入端连接在接收输入信号串联的可调电阻和可调电容一端；
连接在高输入阻抗放大器反向输入端与输出端用于实现放大增益的包含可调电阻的回路；
放大器，其反向输入端与高输入阻抗放大器输出端相连；
连接在放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的回路。
6.根据权利要求3所述的控制信号转换装置，其特征在于，所述相位调整单元包括
高输入阻抗放大器，其正向输入端连接在接收输入信号的串联的可调电阻和可调电容之间；
连接在高输入阻抗放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的包含可调电阻的回路；
连接在高输入阻抗放大器反向输入端的可调电容。
7.根据权利要求4、5或6所述的控制信号转换装置，其特征在于，所述高输入阻抗放大器包括
依次相连的场效应管和放大器。
8.根据权利要求1所述的控制信号转换装置，其特征在于，输出单元包括
放大器，其正向输入端用于接入函数变换单元的输出信号；
接在放大器反向输入端与其输出端用于实现放大增益的回路。
9.根据权利要求7所述的控制信号转换装置，其特征在于，进一步包括
连接在输出单元的限幅单元，用于限定输出信号值处于设定范围内。
专利摘要本实用新型提供了一种控制信号转换装置，包括输入匹配单元，用于将输入信号转换为特定范围的信号输出给函数变换单元；函数变换单元，用于对接收的信号进行函数变换输出所需信号给输出单元；输出单元，用于对接收的函数变换单元的信号进行输出。使用本实用新型，可以实现对输入信号进行函数变化以产生控制信号。
文档编号H03B5/36GK201054563SQ20072015478
公开日2008年4月30日 申请日期2007年5月17日 优先权日2007年5月17日
发明者李久锐 申请人:中科华核电技术研究院有限公司北京分公司