Устройство гальванической развязки

 

УСТРОЙСТВО ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКИ, содержащее последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту, узел гальвани13 ческой развязки и преобразователь частоты в напряжение отличающееся тем, что, с целью повьппения Ьыстродействия, узел гальванической развязки выполнен в виде кольцевого делителя частоты и сум-, матора с N -Jxoдaми, между которыми включены N идентичных каналов, сос .тоящих из последовательно соединенных расширителя импульсов, оптрона, формирователя прямоугольного импульса и элемента вьщеления переднего фронта импульса. i СЛ 4 сл ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1(д) НОЗF 338

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3651460/24-09 (22) 10.10.83 (46) 15.03.85. Бюл. У 10 (72) В.П. Герасимов и Г.А. Козлов (53),621.375.026(088.8) (56) 1. ETN, 1977, v. 22, В 20, р. 71-75.

2. "Электроника",,1976, т. 46, У 5, с. 38 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ГАПЬВАНИЧЕСКОЙ

РАЗВЯЗКИ, содержащее последовательно соединенные преобразователь нап, ряжения в частоту, узел гальваниÄÄSUÄÄ 1145455 ческой развязки и преобразователь частоты в напряжение о т л ичающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, узел гальванической развязки выполнен в виде кольцевого делителя частоты и сум-, матора с N -зходами, между которыми включены Н идентичных каналов, сос,тоящих из последовательно соединенных расширителя импульсов, оптрона, формирователя прямоугольного импульса и элемента выделения переднего фронта импульса.

1145455

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения измерительных

1 каналов электрических величин в энергоемких электрических и электрофизических установках как элемент подавления помех общего вида постоянного и переменного тока.

Известно устройство гальванической развязки, содержащее преобразо- 1О ватель напряжения в частоту, оптическую линию связи на основе светои фотодиодов и волоконного светонровода, и обладающее высоким быстродействием Г1 3.

Однако в данном устройстве в качестве оптоизолятора применяется сложная и дорогостоящая оптическая линия связи, что в устройствах гальванической развязки на напряжение 2О до единиц киловольт не является технически оправданным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройств о гальванической развязки, содержащее последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту, узел гальванической развязки и преобразователь частоты в напряжение f2).

В этом устройстве могут использоваться высоковольтные оптоизоляторы, выпускаемые промышленностью, обладающие низким быстродействием, определяющимся временем включения и временем выключения оптоизолятора. Для реальных высоковольтных оптоизоляторов частота переключения не превышает 100-200 кГц, что огра= ничивает полосу передаваемых ааалоговых сигналов.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Указанная цель. достигается тем, что в устройстве гальванической pasвязки, содержащем последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту, узел гальванической развязки и преобразователь частоты в напряжение, узел гальванической развязки выполнен в виде коль- О цевого делителя частоты и сумматора с N входами, между которыми включены N идентичных каналов, состоящих из последовательно соединенных расширителя импульсов, оптрона, формирователя прямоугольного импульса и элемента выделения переднего фронта импульса.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства гальванической развязки, на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство гальванической развязки содержит преобразователь 1 напряжения в частоту, кольцевой делитель 2 частоты, расширитель 3 импульсов, оптроны 4, формирователи .5 прямоугольного импульса, элементы б выделения переднего фронта импульса, сумматор 7 и преобразо" ватель 8 частота-напряжение.

Устройство гальванической развязки работает следующим образом.

Входной аналоговый сигнал поступает на вход преобразователя 1 напряжения в час оту, на выходе которого образуется непрерывная последовательность импульсов, частота повторения которых пропорциональна текущему значению аналогового сигнала (фиг. 2). Импульсы поступают на вход кольцевого делителя 2 частоты, на выходах которого (точки Ь, ... Ь,„) последовательно по- . являются импульсы, частота повторения которых равна „„„ /N (где

Я „ц — частота повторения импульсов на выходе преобразователя 1 напряжения в частоту 1),а длительность равна периоду следования импульсов Т ванч = 1/Ев ц . Импульсы с выходов кольцевого делителя 2 частоты поступают на И каналов, содержащих расширители 3 импульсов, оптроны 4, формирователи 5 прямоугольного импульса и элементы 6 выделения переднего фронта импульса.

На выходах расширителей 3 импульсов (точки Ъ, ..., az) формируются импульсы постоянной длительности, задаваемой в пределах t вкпб + t выкл ( г. инч ) макс максимальное значение частоты йовторения импульсов на выходе преобразователя напряжения в частоту, — длительность расширенных имР пульсов, а t „„ и ав„„„ — длительности включения и выключения оптронов.

Далее импульсы, прошедшие через оптроны 4, формируются в прямоугольные импульсы формирователями 5 прямоугольного импульса (восстанавливается форма импульсов в точках ..., ъ,„), а в элементах 6 выделения переднего фронта импульса 6

1145455

° ВНЮШИ 3azas 1187/42 Тираж 872 По,цписйое

Фипвал ШШ Патеит, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 (точки д„, ..., 8„) формируются импульсы постоянной цлительности, задаваемой из условия 4с. инч макс

В сумматоре 7 производится объединение импульсов с каналов (точка В).

Далее импульсы поступают на пре- образователь 8 частота-напряжение, выходное напряжение которого повторяет форму входного аналогового сигнала.

Требуемое количество каналов определяется из условия: N (t z«+

+ вч л (яиц )макс) и

Фазовый сдвиг сформированных в

N каналах импульсов относительно выходных импульсов преобразователя

1 напряжения в частоту, является постоянным и одинаковым (при использовании идентичных оптронов 4) и не оказывает при N 10 заметного влияния на точность передачи аналоговых сигналов, Таким образом, предлагаемое техническое решение в рез льтате выполнения узла гальванической развяэ". ки многоканальным позволяет повысить быстродействие устроиства галь15 ванической развязки при использовании серийных оптронов с малым быстродействием.