一種兼容多模式電平輸出電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種電平輸出電路，特別是涉及一種兼容多模式電平輸出電路。本實用新型專利技術的目的是解決現有技術外觸發信號電路設計的復雜性，提供一種能夠兼容多種模式電平輸出的電路設計，使產生觸發信號的電路不會由于系統不同而重復設計，實現通用性，同時實現不同系統的相互隔離以及與前級控制部份的隔離，增加其運行穩定性。技術方案：人機交互控制模塊、MCU控制器、選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口，人機交互控制模塊、MCU控制器、選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口順序電連接。本實用新型專利技術主要應用于需要產生多種模式電平的場合。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種電平輸出電路，特別是涉及一種兼容多模式電平輸出電路。技術背景在多路系統的物理試驗中，各個系統的外觸發信號沒有統一標準，對觸發信號的幅值、脈寬、功率等要求各不相同，若針對每一個系統都進行單獨設計，會增加整個系統的設計難度。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決現有技術中外觸發信號電路設計的復雜性，提供一種能夠兼容多種模式電平輸出的電路設計。該設計既可以兼容觸發多種系統，還可以通過光隔離與電隔離實現不同系統的相互獨立以及對前級控制部份的保護。為達到上述目的，本技術采用的技術方案是：一種多模式電平輸出電路，包括人機交互控制模塊、MCU控制器、選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口，人機交互控制模塊、MCU控制器、選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口順序電連接。所述電光轉換模塊包括多路光電轉換電路，所述的光電轉換模塊包括多路光電轉換電路，所述輸出模塊包括多路輸出電路。所述輸出模塊包括光電轉換模塊輸出端與開關管(Q1)基極連接，在開關管的基極與發射極之間并聯第二穩壓二極管(D2)、第一電阻(R1)，第一穩壓二極管(D1)陰極、開關管集電極、電容(C1)與直流電源(V+)連接，電容(C1)另一端、第二電阻(R2)、第三穩壓二極管(D3)順序連接，變壓器(T1)輸入端與第二電阻(R2)和第三穩壓二極管(D3)組成的電路并聯連接，第二電阻R2與第三穩壓二極管(D3)陽極連接，變壓器(T1)輸出端與第四穩壓二極管(D4)連接，第一穩壓二極管(D1)陽極、第二穩壓二極管(D2)、第一電阻(R1)、開關管(Q1)發射極、第三穩壓二極管(D3)陰極、變壓器輸入端共地。從上述本技術的結構特征可以看出，其優點是：使產生觸發信號的電路不會由于系統不同而重復設計，實現通用性，同時實現不同系統的相互隔離以及與前級控制部份的隔離，增加其運行穩定性。附圖說明本技術將通過附圖比較以及結合實例的方式說明：圖1多模式電平兼容輸出的電路示意圖圖2輸出模塊設計電路圖具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施-->例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。本技術提供一種能夠兼容多種模式電平(例如TTL信號、100V用于爆破觸發的脈沖信號、2000V用于高功率開關管觸發的脈沖信號等等)輸出的電路設計。該設計既可以兼容觸發多種系統，還可以通過光隔離與電隔離實現不同系統的相互獨立以及對前級控制部份的保護。將前級的電信號先進行選通，利用電光轉換模塊轉換成某一路光信號，再通過該光信號觸發對應的輸出電路，該方法采用光隔離與電隔離實現了各個輸出電路的相互獨立，也實現了多種模式輸出的可選。圖1通過人機交互控制模塊選擇需要輸出的電平，MCU控制器對該選擇進行判斷，分析使用哪一路的模塊，通過控制多路選通器，將外部輸入的觸發信號連接到該路對應的電光轉換模塊產生光信號，該光信號再經由光纖傳輸與光電轉換器件轉換為15V的電平信號，觸發該路的輸出模塊，在輸出端口得到相應的電壓波形。多路選通器以AD7501為例，通過控制3個邏輯輸入管腳的電平，可以將1個輸入信號連接到8個通道之一，也就是可以實現8種模式的選擇，若需要的模式數目超過8個，則將AD7501級聯使用即可，另外使用多路選通器，可以響應較高電平的窄脈沖輸入信號(比如峰值20V，脈寬1μs的脈沖信號)，這是普通MCU所不能響應的。通過設計不同的輸出模塊，便實現了輸出的多模式可選。各輸出模塊中設計的有電隔離電路，可以防止各通道間的相互干擾，既實現了對多種系統的兼容，也方便了系統的擴容。電光轉換模塊HFBR-14XX與光電轉換模塊HFBR-24X2的外圍電路以及光路連接采用安捷倫公司的器件資料。設計時也可以選擇其他的電光轉換模塊與光電轉換模塊，唯一需要遵循的是兩種模塊所傳輸的光信號必須匹配。例如分別使用HFBR-1412和HFBR-2412，它們都是使用820nm波長的光，這時就要選擇820nm的單模光纖就可以實現光路的信號傳輸。除此之外，為了加強系統抗干擾能力，將HFBR-24X2的電源VCC設計為15V直流電源(最高18V)，其6腳輸出的即為15V電平信號。圖2為輸出模塊設計電路圖，所述輸出模塊包括光電轉換模塊輸出端與開關管(Q1)基極連接，在開關管的基極與發射極之間并聯第二穩壓二極管(D2)、第一電阻(R1)，第一穩壓二極管(D1)陰極、開關管集電極、電容(C1)與直流電源(V+)連接，電容(C1)另一端、第二電阻(R2)、第三穩壓二極管(D3)順序連接，變壓器(T1)輸入端與第二電阻(R2)和第三穩壓二極管D3組成的電路并聯連接，第二電阻R2與第三穩壓二極管D3陽極連接，變壓器T1輸出端與第四穩壓二極管D4連接，第一穩壓二極管D1陽極、第二穩壓二極管D2、第一電阻R1、開關管Q1發射極、第三穩壓二極管D3陰極、變壓器輸入端共地。直流電源V+對電容C1充電，從光電轉換模塊轉換而來的15V電平信號觸發開關管Q1，使電容C1對脈沖變壓器T1放電，經過電壓轉換后由第四穩壓二極管D4輸出。圖中第一穩壓二極管D1對C1起電壓保護作用，第二穩壓二極管D2、R1對Q1起保護作用，通常第二穩壓二極管D2是一個15V的穩壓二極管，第二電阻R2、第三穩壓二極管D3對脈沖變壓器T1起續流的作用。直流電源V+與脈沖變壓器T1的設計確定了輸出的電平幅值，例如要求模塊輸出電平為2000V，可以設計V+為400V、脈沖變壓器T1的變比為1∶5(其它的組合方式也可以)，其它器件依據電路中相應的電壓參數進行選擇。該電路中，脈沖變壓器T1實現將負脈沖信號翻轉為正脈沖，還同第四穩壓二極管D4一起構成了電隔離電路。-->多路選通器實現MCU控制器對通道的選擇，并且使用光隔離與電隔離結合實現各個通道的相互獨立，方便對多種系統的兼容以及自身的擴容，MCU控制器控制多路選通器實現通道的多選一，每個通道都要經過電-光-電的過程，最后通過各自的電隔離模塊一起接到輸出端口上。舉例說明，如果整個系統要求有TTL信號、100V電平信號、2000V電平信號的觸發電平，可以將圖1的輸出模塊1設計為TTL電平輸出、輸出模塊2設計為100V電平信號輸出、輸出模塊3設計為2000V電平信號輸出，若此時要求輸出一個2000V、5μs的觸發脈沖，則利用人機交互控制模塊選擇2000V電平輸出，再輸入一個5μs的電信號到多路選通器的輸入端，便能在輸出端得到2000V、5μs的觸發脈沖。如果臨時需要輸出500V的電平信號，則再添加一路500V輸出的模塊就可以實現。本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。-->本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種兼容多模式電平輸出電路，包括人機交互控制模塊、ＭＣＵ控制器，其特征在于還包括選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口，人機交互控制模塊、ＭＣＵ控制器、選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口順序電連接。

【技術特征摘要】
1.一種兼容多模式電平輸出電路，包括人機交互控制模塊、MCU控制器，其特征在于還包括選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口，人機交互控制模塊、MCU控制器、選通器、電光轉換模塊、光電轉換模塊、輸出模塊、輸出端口順序電連接。2.根據權利要求1所述的一種兼容多模式電平輸出電路，其特征在于所述電光轉換模塊包括多路電光轉換電路，所述的光電轉換模塊包括多路光電轉換電路，所述輸出模塊包括多路輸出電路。3.根據權利要求1所述的一種兼容多模式電平輸出電路，其特征在于所述輸出模塊包括光電轉換模塊輸出端與開關管(Q1)基極連接，在開...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃雷，于治國，丁明軍，趙娟，馬勛，李晏敏，葉超，代剛，黃斌，馬成剛，任青毅，龍燕，鄧明海，曹寧翔，馮宗明，李璽欽，梁川，馬軍，鄧維軍，李亞維，吳紅光，馮莉，李巨，王浩，王衛，張振濤，賈興，謝敏，曹科峰，
申請(專利權)人：中國工程物理研究院流體物理研究所，
類型：實用新型
國別省市：51