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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光耦合器的,更具體地說,它涉及一種光耦仿真器。
技術介紹
1、在現代電子系統和通信系統中,為了保護電路和信號的完整性,信號隔離技術起到了至關重要的作用。信號隔離能夠在兩個電氣系統之間傳遞信號而不導通電流,從而在高壓、強干擾環境中保護低壓信號設備。光耦合器(光隔離器)是實現信號隔離的常見器件,其主要應用于工業自動化、電力控制、醫療設備、通信系統等對隔離保護要求較高的場合。
2、傳統光耦合器通常由發光二極管(led)和光敏元件(如光敏晶體管)組成。其工作原理是輸入電信號通過led轉換為光信號,光信號穿過透明的絕緣材料(如環氧樹脂)后,被光敏元件接收,再轉換為電信號輸出。由于led和光敏元件之間的絕緣材料有效阻隔了直流電流,從而實現了電氣隔離。
3、盡管光耦合器在隔離信號傳輸方面有廣泛應用,但是光耦合器的led老化問題顯著,led的發光效率會隨著工作時間逐漸下降,其亮度衰減直接導致傳輸信號的幅度減弱,影響信號質量。
4、此外,傳統光耦合器中使用的透明絕緣材料(如環氧樹脂)在長期使用下容易渾濁或變色,這會阻礙光信號的傳輸,使接收端信號衰減,影響隔離器的整體性能。
5、隨著現代電子設備的高速化發展,對隔離器的傳輸速率要求逐漸提高,而傳統光耦難以滿足數據傳輸速率超過1mbps的高頻應用需求。
6、傳統光耦的電氣隔離主要依賴環氧樹脂等材料的絕緣能力,但這類材料的耐壓特性有限,通常無法提供足夠的隔離電壓。在一些高壓場合,如電力系統和工業控制中,傳統光耦的隔離電壓能力不足,
7、除了傳統光耦合器,還有一些替代的隔離方法,如磁耦合隔離器和電容耦合隔離器,
8、磁耦合隔離器通過變壓器的磁耦合實現隔離,具有較高的耐壓性和抗干擾性,但其通常適用于低頻應用,對于高頻和高速數據傳輸支持不夠理想。
9、電容耦合隔離器利用電容在兩端傳遞高頻信號,但其隔離電壓通常不高,且在高干擾環境下容易受到電磁干擾的影響。
10、隨著5g通信、工業物聯網、智能電網等領域的快速發展,信號隔離器件在更高頻率、更高數據速率、更高隔離電壓的應用需求日益增強。然而,傳統光耦和現有的其他隔離技術難以同時滿足高隔離電壓、低脈寬失真(pwd)、高速率傳輸和強抗干擾能力等多重要求。因此,市場亟需一種新型的光耦合隔離技術,以解決上述問題。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足,本專利技術的目的在于提供一種采用電磁耦合方式進行信號隔離的光耦仿真器,具備高數據傳輸速率、高隔離電壓和強抗電磁干擾(emi)能力的特點的光耦仿真器。
2、為實現上述目的,本專利技術提供了如下技術方案:
3、一種光耦仿真器,包括:
4、發送模塊,用于接收輸入信號并生成高頻載波信號,對所述輸入信號進行ook調制;
5、隔離變壓器,連接于所述發送端電路與接收端電路之間,且通過絕緣介質實現電氣隔離和信號傳輸;
6、接收模塊,用于接收隔離變壓器傳輸的調制信號并進行解調,以輸出恢復的信號。
7、本專利技術進一步設置為:所述發送模塊包括lc振蕩器和負阻補償電路,
8、所述負阻補償電路由pmos交叉耦合結構組成,用于補償lc振蕩器中的寄生電阻以維持高頻振蕩的穩定性。
9、本專利技術進一步設置為:所述接收模塊包括:
10、解調模塊(demode),用于將接收到的ook調制信號解調;
11、遲滯比較器(cmp),用于穩定解調信號的輸出;
12、輸出緩沖器(buffer),用于驅動解調后的信號輸出至負載;
13、低壓差線性穩壓器(ldo),用于提供穩壓電源;
14、低頻振蕩器(osc),用于產生振蕩信號;
15、數學電路模塊,用于控制接收模塊的負載電容的切換,以調節振蕩頻率在中心頻點的微小波動,以降低電磁干擾。
16、本專利技術進一步設置為:所述絕緣介質為sio2,用于實現高壓電氣隔離。
17、對比現有技術的不足,本專利技術的有益效果為:
18、本專利技術通過lc振蕩器生成高頻載波,并采用ook(開關鍵控)調制技術,使光耦仿真器的傳輸速率可達25mbps,大大超過傳統光耦合器的100kbps至1mbps的低速傳輸能力;
19、本專利技術采用sio2作為隔離介質,通過高介電常數的材料提供了優異的隔離性能,隔離電壓可達3.75kvrms。
20、采用了電磁耦合和高頻振蕩器設計,避免了傳統光耦的led老化和絕緣材料渾濁等問題,具有更長的使用壽命和更穩定的性能。
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1.一種光耦仿真器,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述一種光耦仿真器,其特征在于:所述發送模塊包括LC振蕩器和負阻補償電路,
3.根據權利要求2所述一種光耦仿真器,其特征在于,所述接收模塊包括:
4.根據權利要求2所述一種光耦仿真器,其特征在于,所述絕緣介質為SiO2,用于實現高壓電氣隔離。
【技術特征摘要】
1.一種光耦仿真器,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述一種光耦仿真器,其特征在于:所述發送模塊包括lc振蕩器和負阻補償電路,
3.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員:唐路平,鐘政,
申請(專利權)人:浙江巨磁智能技術有限公司,
類型:發明
國別省市:
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