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    • 专利摘要:
    本实用新型公开了一种ADCP信号采样隔离电路，包括脉冲方波发生器、第一信号放大反向电路、第二信号放大反向电路、采样输出电路和隔离电路单元，所述脉冲方波发生器的输出端接入到非门器件第一输入端，所述第一信号放大反向电路分别与输入电压信号的两极相接，输出端接入模拟多路选择开关上，所述模拟多路选择开关上的一个输出端接入非门器件第二输入端，所述采样输出电路和第二信号放大反向电路输出端分别通过转向开关与第一脉冲变压器的初级绕组的一端，而所述第一脉冲变压器的初级绕组的另一端接地线，所述第一脉冲变压器的次级绕组的两端与隔离电路单元相接。本实用新型具有隔绝发射功率，实现收发隔离的效果。
    公开号:CN214337889U
    申请号:CN202120329378.1U
    申请日:2021-02-04
    公开日:2021-10-01
    发明作者:谢小娇；郁君晖
    申请人:Shanghai Hengpu Technology Co ltd；
    IPC主号:H03M1-12
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及隔离电路技术领域，尤其涉及一种ADCP信号采样隔离电路。
    [n0002] 目前的隔离方法两大类，一种是模拟量直接隔离，另一种是将模拟量转为数字量进行数字隔离。模拟量直接隔离包括磁隔离和光电隔离。磁隔离通常采用信号调质，调质后的信号经过变压器隔离，隔离之后的信号再经过解调，得到模拟量输出。这种隔离方法经过了调制与解调，电路复杂，成本高。而且无法实现电路整体发射功率的隔离，无法实现收发隔离。
    [n0003] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种ADCP信号采样隔离电路，解决了隔绝信号能力差，无法隔绝发射功率，无法实现收发隔离的问题。
    [n0004] 根据本实用新型一种ADCP信号采样隔离电路，包括脉冲方波发生器、第一信号放大反向电路、第二信号放大反向电路、采样输出电路和隔离电路单元，所述脉冲方波发生器的输出端接入到非门器件第一输入端，所述第一信号放大反向电路上包括跟随器和反向电路，所述跟随器和反向电路的输入端分别与输入电压信号的两极相接，所述跟随器和反向电路的输出端接入模拟多路选择开关上，所述模拟多路选择开关上的一个输出端接入非门器件第二输入端，所述模拟多路选择开关上的另一个输出端接入第二信号放大反向电路，所述采样输出电路和第二信号放大反向电路输出端分别通过转向开关与第一脉冲变压器的初级绕组的一端，而所述第一脉冲变压器的初级绕组的另一端接地线，所述第一脉冲变压器的次级绕组的两端与隔离电路单元相接。
    [n0005] 在本实用新型的一些实施例中，所述跟随器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正输入端与输入电压信号的正极输出端相接，所述第一运算放大器的负输入端与第一运算放大器的输出端相接，且所述第一运算放大器的输出端接入到模拟多路选择开关的一个输入端上，所述反向电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端与输入电压信号的负极输出端相接，且所述输入电压信号的负极输出端接入地线，所述第一运算放大器的输出端还接入到第二运算放大器的负输入端，所述第二运算放大器负输入端与第二运算放大器的输出端相接且其上设有第二电阻，所述第二运算放大器输出端接入模拟多路选择开关的另一个输入端上。
    [n0006] 在本实用新型的另一些实施例中，所述第二信号放大反向电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器和第二脉冲变压器，所述模拟多路选择开关上的另一个输出端分别接入第三运算放大器和第四运算放大器正输入端且第三运算放大器的输出线路上设有第三电阻，所述第三电阻上并联一个第四运算放大器，所述第二脉冲变压器包括两个初级绕组和一个次级绕组，所述第三运算放大器的负输入端与第三运算放大器的输出端相接，所述第三运算放大器的输出端上设有第二电容且接入其中一个初级绕组的一端，所述第四运算放大器的负输入端与输出端的线路上设有第四电阻，所述第四运算放大器输出端接入到第三运算放大器的正输入端的线路上设有第五电阻，所述第四运算放大器输出端与另一个初级绕组的一端相接，而两个所述初级绕组的另一端均接地线，所述次级绕组的一端接入第五运算放大器的正输入端，另一端接地线，所述第五运算放大器的输出端接入第一脉冲变压器的初级绕组的其中一端。
    [n0007] 在本实用新型的另一些实施例中，所述采样输出电路包括全桥式逆变电路单元和第三脉冲变压器，所述非门器件的输出端接入全桥式逆变电路单元的输入端，所述全桥式逆变电路单元的输入端接入到第三脉冲变压器的初级绕组的一端上且输入端上设有第三电容，所述第三脉冲变压器的次级绕组的两个输出端分别接入第一脉冲变压器的初级绕组的一端和接地线，而第三脉冲变压器的次级绕组的输出端接入第一脉冲变压器的初级绕组的线路上设有第六二极管，且用第九电阻将第三脉冲变压器的次级绕组的两个输出端相接。
    [n0008] 在本实用新型的另一些实施例中，所述全桥式逆变电路单元包括两个沟道场效应管，所述两个沟道场效应管的门极上分别接有第七电阻和第八电阻，所述非门器件的输出端分别与第七电阻和第八电阻相接，其中一个沟道场效应管的源极与电源VCC相接，另一个沟道场效应管的源极与地线相接，而两个沟道场效应管的漏极相接后接入第三电容。
    [n0009] 在本实用新型的另一些实施例中，所述隔离电路单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第一电阻，所述第一二极管与第二二极管进行串联后，再与于第三二极管与第四二极管串联线路进行并联，所述第一脉冲变压器的次级绕组一个输出端接入到第一二极管的阳极端和第二二极管的阴极端且该输出端上设有第一电容，所述第一脉冲变压器的次级绕组另一个输出端接入到第三二极管的阳极端和第四二极管的阴极端，所述隔离电路单元正极输出端上设有第五二极管，且所述隔离电路单元两个输出端之间连接一个第一电阻。
    [n0010] 本实用新型中，电路结构简单、隔离效果好的优点，同一路方波信号进行输入信号逻辑控制和输出信号的采样控制，实现信号采样的同步准确，信号反馈补偿电路(第二信号放大反向电路)具有较高的线性度和精度；具有隔绝发射功率，实现收发隔离的效果。
    [n0011] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
    [n0012] 图1为本实用新型提出的一种ADCP信号采样隔离电路的原理示意图。
    [n0013] 图2为本实用新型提出的第一信号放大反向电路的原理示意图。
    [n0014] 图3为本实用新型提出的第二信号放大反向电路的原理示意图(信号反馈补偿电路)。
    [n0015] 图4为本实用新型提出的采样输出电路。
    [n0016] 图中：MD1、脉冲方波发生器；IA1、第一信号放大反向电路；IA2、第二信号放大反向电路；UA、非门器件；U1、采样输出电路；MUX、模拟多路选择开关；
    [n0017] D1、第五二极管；D2、第五二极管；D3、第五二极管；D4、第五二极管；D5、第五二极管；D6、第五二极管；
    [n0018] R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；
    [n0019] OP1、第一运算放大器；OP2、第二运算放大器；OP3、第三运算放大器；OP4、第四运算放大器；
    [n0020] T1、第一脉冲变压器；T2、第二脉冲变压器；T3、第三脉冲变压器；
    [n0021] C1、第一电容；C2、第一电容；C3、第一电容；C4、第一电容；C5、第一电容。
    [n0022] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
    [n0023] 参照图1-4，一种ADCP信号采样隔离电路，包括脉冲方波发生器MD1、第一信号放大反向电路IA1、第二信号放大反向电路IA2、采样输出电路和隔离电路单元，所述脉冲方波发生器MD1的输出端接入到非门器件UA第一输入端，所述第一信号放大反向电路IA1上包括跟随器和反向电路，所述跟随器和反向电路的输入端分别与输入电压信号的两极相接，所述跟随器和反向电路的输出端接入模拟多路选择开关MUX上，所述模拟多路选择开关MUX上的一个输出端接入非门器件UA第二输入端，所述模拟多路选择开关MUX上的另一个输出端接入第二信号放大反向电路IA2，所述采样输出电路U1和第二信号放大反向电路IA1输出端分别通过转向开关与第一脉冲变压器T1的初级绕组的一端，而所述第一脉冲变压器T1的初级绕组的另一端接地线，所述第一脉冲变压器T1的次级绕组的两端与隔离电路单元相接。
    [n0024] 脉冲方波发生器MD1可以输出高频脉冲，并输入到非门器件UA第一输入端，然后从第一信号放大反向电路IA1出来的增大的负电压信号接入非门器件UA第二输入端，非门器件UA输出端接入采样输出电路U1，负电压信号与跟随器的输入端相接，正电压信号与反向电路输入端相接。采样输出电路U1的输出信号自脉冲方波发生器MD1，对此信号隔离后进行转向开关的逻辑控制；另一路信号第二信号放大反向电路IA2(反馈补偿电路)，对该信号进行选通并放大最终作为采样隔离电路的输出与转向开关相接第一脉冲变压器T1的初级绕组的一端。
    [n0025] 所述跟随器包括第一运算放大器OP1，所述第一运算放大器OP1的正输入端与输入电压信号的正极输出端相接，所述第一运算放大器OP1的负输入端与第一运算放大器OP1的输出端相接，且所述第一运算放大器OP1的输出端接入到模拟多路选择开关的一个输入端上，所述反向电路包括第二运算放大器OP2，所述第二运算放大器OP2的正输入端与输入电压信号的负极输出端相接，且所述输入电压信号的负极输出端接入地线，所述第一运算放大器OP1的输出端还接入到第二运算放大器OP2的负输入端，所述第二运算放大器OP2负输入端与第二运算放大器OP2的输出端相接且其上设有第二电阻R2，所述第二运算放大器OP2输出端接入模拟多路选择开关的另一个输入端上。
    [n0026] 模拟多路选择开关MUX由方波信号控制选通，第一信号放大反向电路IA1 中的两路方向相反的信号输入到模拟多路选择开关MUX的输入端。方波信号为高，选通模拟多路选择开关输出端与第二信号放大反向电路IA2断开而与非门器件接通，方波信号为低时，选通模拟多路选择开关输出端与第二信号放大反向电路IA2接通，最终将该信号输出到第二信号放大反向电路IA2。
    [n0027] 所述第二信号放大反向电路IA2包括第三运算放大器OP3、第四运算放大器 OP4、第五运算放大器和第二脉冲变压器，所述模拟多路选择开关上的另一个输出端分别接入第三运算放大器OP3和第四运算放大器OP4正输入端且第三运算放大器OP3的输出线路上设有第三电阻R3，所述第三电阻R3上并联一个第四运算放大器OP4，所述第二脉冲变压器包括两个初级绕组和一个次级绕组，所述第三运算放大器OP3的负输入端与第三运算放大器OP3的输出端相接，所述第三运算放大器OP3的输出端上设有第二电容C2且接入其中一个初级绕组的一端，所述第四运算放大器OP4的负输入端与输出端的线路上设有第四电阻，所述第四运算放大器OP4输出端接入到第三运算放大器OP3的正输入端的线路上设有第五电阻 R5，所述第四运算放大器OP4输出端与另一个初级绕组的一端相接，而两个所述初级绕组的另一端均接地线，所述次级绕组的一端接入第五运算放大器的正输入端，另一端接地线，所述第五运算放大器的输出端接入第一脉冲变压器的初级绕组的其中一端。
    [n0028] 而第四运算放大器OP4是对第二信号放大反向电路IA2增大补偿，提高电压信号强度，第二电容C2起到电压缓冲作用，防止第二信号放大反向电路IA2输出的正电压信号瞬间变大。T2的下方绕组与R4、R5和运算放大器OP4组成电路对T2的次级绕组上的输出信号进行反馈补偿。
    [n0029] 所述采样输出电路包括全桥式逆变电路单元和第三脉冲变压器，所述非门器件的输出端接入全桥式逆变电路单元的输入端，所述全桥式逆变电路单元的输入端接入到第三脉冲变压器的初级绕组的一端上且输入端上设有第三电容C3，所述第三脉冲变压器的次级绕组的两个输出端分别接入第一脉冲变压器的初级绕组的一端和接地线，而第三脉冲变压器的次级绕组的输出端接入第一脉冲变压器的初级绕组的线路上设有第六二极管，且用第九电阻R9将第三脉冲变压器的次级绕组的两个输出端相接。
    [n0030] 脉冲方波发生器MD1发出的高频脉冲方波经过非门器件UA再经过全桥式逆变电路单元，再与地线组成第三脉冲变压器的初级绕组，而第三电容C3起到缓冲作用。
    [n0031] 所述全桥式逆变电路单元包括两个沟道场效应管，所述两个沟道场效应管的门极上分别接有第七电阻R7和第八电阻R8，所述非门器件的输出端分别与第七电阻R7和第八电阻R8相接，其中一个沟道场效应管的源极与电源VCC相接，另一个沟道场效应管的源极与地线相接，而两个沟道场效应管的漏极相接后接入第三电容C3。
    [n0032] 当非门器件UA接入到两个沟道场效应管的门极上，且在门极前边均设有门极电阻，即第七电阻和第八电阻。而在两个沟道场效应管的源极上分别接上电源和地线，以使得输出正电源信号，正电源信号与地线组成第三脉冲变压器的初级绕组。
    [n0033] 所述隔离电路单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第一电阻R1，所述第一二极管与第二二极管进行串联后，再与于第三二极管与第四二极管串联线路进行并联，所述第一脉冲变压器的次级绕组一个输出端接入到第一二极管的阳极端和第二二极管的阴极端且该输出端上设有第一电容C1，所述第一脉冲变压器的次级绕组另一个输出端接入到第三二极管的阳极端和第四二极管的阴极端，所述隔离电路单元正极输出端上设有第五二极管，且所述隔离电路单元两个输出端之间连接一个第一电阻R1。
    [n0034] 第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管均为MUR160 二极管，接收得到的电压会被钳位到二极管正向压降VFM＝1V。电容C1防止第一脉冲变压器T1的次级绕组输出电压过大，导致二极管损坏。
    [n0035] 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
    权利要求:
    Claims (6)
    [0001] 1.一种ADCP信号采样隔离电路，其特征在于：包括脉冲方波发生器、第一信号放大反向电路、第二信号放大反向电路、采样输出电路和隔离电路单元，所述脉冲方波发生器的输出端接入到非门器件第一输入端，所述第一信号放大反向电路上包括跟随器和反向电路，所述跟随器和反向电路的输入端分别与输入电压信号的两极相接，所述跟随器和反向电路的输出端接入模拟多路选择开关上，所述模拟多路选择开关上的一个输出端接入非门器件第二输入端，所述模拟多路选择开关上的另一个输出端接入第二信号放大反向电路，所述采样输出电路和第二信号放大反向电路输出端分别通过转向开关与第一脉冲变压器的初级绕组的一端，而所述第一脉冲变压器的初级绕组的另一端接地线，所述第一脉冲变压器的次级绕组的两端与隔离电路单元相接。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的一种ADCP信号采样隔离电路，其特征在于：所述跟随器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正输入端与输入电压信号的正极输出端相接，所述第一运算放大器的负输入端与第一运算放大器的输出端相接，且所述第一运算放大器的输出端接入到模拟多路选择开关的一个输入端上，所述反向电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端与输入电压信号的负极输出端相接，且所述输入电压信号的负极输出端接入地线，所述第一运算放大器的输出端还接入到第二运算放大器的负输入端，所述第二运算放大器负输入端与第二运算放大器的输出端相接且其上设有第二电阻，所述第二运算放大器输出端接入模拟多路选择开关的另一个输入端上。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的一种ADCP信号采样隔离电路，其特征在于：所述第二信号放大反向电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器和第二脉冲变压器，所述模拟多路选择开关上的另一个输出端分别接入第三运算放大器和第四运算放大器正输入端且第三运算放大器的输出线路上设有第三电阻，所述第三电阻上并联一个第四运算放大器，所述第二脉冲变压器包括两个初级绕组和一个次级绕组，所述第三运算放大器的负输入端与第三运算放大器的输出端相接，所述第三运算放大器的输出端上设有第二电容且接入其中一个初级绕组的一端，所述第四运算放大器的负输入端与输出端的线路上设有第四电阻，所述第四运算放大器输出端接入到第三运算放大器的正输入端的线路上设有第五电阻，所述第四运算放大器输出端与另一个初级绕组的一端相接，而两个所述初级绕组的另一端均接地线，所述次级绕组的一端接入第五运算放大器的正输入端，另一端接地线，所述第五运算放大器的输出端接入第一脉冲变压器的初级绕组的其中一端。
    [0004] 4.根据权利要求1所述的一种ADCP信号采样隔离电路，其特征在于：所述采样输出电路包括全桥式逆变电路单元和第三脉冲变压器，所述非门器件的输出端接入全桥式逆变电路单元的输入端，所述全桥式逆变电路单元的输入端接入到第三脉冲变压器的初级绕组的一端上且输入端上设有第三电容，所述第三脉冲变压器的次级绕组的两个输出端分别接入第一脉冲变压器的初级绕组的一端和接地线，而第三脉冲变压器的次级绕组的输出端接入第一脉冲变压器的初级绕组的线路上设有第六二极管，且用第九电阻将第三脉冲变压器的次级绕组的两个输出端相接。
    [0005] 5.根据权利要求4所述的一种ADCP信号采样隔离电路，其特征在于：所述全桥式逆变电路单元包括两个沟道场效应管，所述两个沟道场效应管的门极上分别接有第七电阻和第八电阻，所述非门器件的输出端分别与第七电阻和第八电阻相接，其中一个沟道场效应管的源极与电源VCC相接，另一个沟道场效应管的源极与地线相接，而两个沟道场效应管的漏极相接后接入第三电容。
    [0006] 6.根据权利要求1所述的一种ADCP信号采样隔离电路，其特征在于：所述隔离电路单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第一电阻，所述第一二极管与第二二极管进行串联后，再与于第三二极管与第四二极管串联线路进行并联，所述第一脉冲变压器的次级绕组一个输出端接入到第一二极管的阳极端和第二二极管的阴极端且该输出端上设有第一电容，所述第一脉冲变压器的次级绕组另一个输出端接入到第三二极管的阳极端和第四二极管的阴极端，所述隔离电路单元正极输出端上设有第五二极管，且所述隔离电路单元两个输出端之间连接一个第一电阻。
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    优先权:
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