一種寬范圍多電平適配器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種適配器，特別是涉及一種寬范圍多電平適配器。本實用新型專利技術的目的是為了解決脈沖功率系統中輸入觸發脈沖電平不確定，而同步觸發控制系統要求標準電平的問題，研制了一種多電平適配器，該適配器不僅能夠完成較寬范圍電信號和光信號的轉換，而且具有光電隔離功能。技術方案：一種多電平適配器，包括信號調理模塊、電光轉換模塊、光電轉換模塊，信號調理模塊、電光轉換模塊、光電轉換模塊順序電連接。本實用新型專利技術應用于需要同時滿足多種電平轉換電路的場合。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種適配器，特別是涉及一種寬范圍多電平適配器。
技術介紹
在脈沖功率系統中常常會有外來觸發信號接入同步觸發控制系統，這些信號有時 是電信號(幅值不確定，有時幾百伏，有時幾十伏，有時幾伏，脈沖寬度在幾十納秒到幾百 微秒的范圍)，有時是光信號(中心波長在1270nm-1370nm范圍)，而很多同步觸發控制系 統要求的觸發信號為標準的TTL電平信號或者光信號，使用一個電平適配器無法同時滿足 多種電平的轉換。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決脈沖功率系統中輸入觸發脈沖電平不確定，而同步 觸發控制系統要求標準電平的問題，研制了一種多電平適配器，該適配器不僅能夠完成較 寬范圍電信號和光信號的轉換，而且具有光電隔離功能(采用電光轉換模塊和光電轉換模 塊，中間采用光纖連接，可有效的將輸入輸出信號‘地’完全電氣隔離)。為達到上述目的，本技術采用的技術方案是一種多電平適配器，包括信號調理模塊、電光轉換模塊、光電轉換模塊，信號調理 模塊、電光轉換模塊、光電轉換模塊順序電連接。所述信號調理模塊包括匹配電阻R0、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2，構成限 幅電路的第三電阻R3、二極管D1、第一電容Cl，穩壓二極管D2，消振蕩保護電阻R4，組成脈 沖成形電路電阻R5、第二電容C2、芯片U1，匹配電阻R0，第一分壓電阻R1、第二分壓電阻 R2，其中匹配電阻RO與第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2組成的電路并聯，輸入信號與第 一分壓電阻R1、匹配電阻RO組成的并聯電路輸入端連接，限幅電路中的第三電阻R3、二極 管Dl輸出端、第一電容Cl與穩壓二極管D2輸出端四端節點連接，穩壓二極管D2輸入端、第 一電容Cl另一端接地，第三電阻R3另一端、芯片Ul第十六管腳、第五電阻R5 —端同時接 +5V電源，第五電阻R5另一端與第二電容C2連接，第二電容C2與Ul第十四管腳連接，二極 管Dl輸入端、第一分壓電阻Rl與第二分壓電阻R2連接點、第四電阻R4三端節點連接，第 四電阻R4另一端與芯片Ul第一管腳連接，第五電阻R5與第二電容C2連接端與Ul第十五 管腳連接，Ul第十三管腳作為系統輸出端，匹配電阻RO與第二分壓電阻R2并聯的輸出端 接地。從上述本技術的結構特征可以看出，其優點是可以將范圍在5V以上的電信 號轉換為標準的TTL電平觸發信號和光信號，同時設有光電隔離功能，具有較強的抗干擾 能力。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是多電平適配器的結構框圖；圖2是信號調理模塊的具體電路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用以解釋本 技術，并不用于限定本技術。整體設計該適配器要求能夠將較寬范圍的電信號和光信號轉換為標準的TTL電 平信號，且內置光電隔離電路，并且可以有效的將觸發回路的前后端進行完全電氣隔離，解 決觸發系統因‘地’串擾而誤觸發的問題。如圖1所示，多電平適配器由信號調理模塊、電 光轉換模塊和光電轉換模塊組成。信號調理模塊的主要功能是經過衰減、限幅、限流和脈沖 成形將5V以上的電信號調理為TTL電平信號；電光轉換模塊由光發射頭和外圍保護電路組 成，主要功能是將電信號轉換為光信號；光電轉換模塊由光接收頭和周邊保護電路組成，主 要功能是將光信號還原為電信號；輸入的電觸發信號經連接器送入信號調理模塊，調整后的信號送入電光轉換電路 進行轉換，轉換后的光信號直接輸出或者和輸入的光觸發信號送入光電轉換回路進行轉 換，最后經信號連接器輸出。具體電路設計如圖2所示，信號調理模塊包括R0為匹配電阻、Rl位第一分壓電 阻、R2為第二分壓電阻、第三電阻R3、二極管Dl和第一電容Cl構成限幅電路；D2為穩壓二 極管；第四電阻R4為消振蕩保護電阻；第五電阻R5、第二電容C2和芯片Ul組成脈沖成形 電路。電阻RO為50Ω的匹配電阻。第一電阻Rl和第二電阻R2為分壓電阻(均為IOkQ 的電位器)，為防止干擾信號引起誤觸發，分壓比根據輸入信號調節，Rl隨著輸入信號的增 大而增大，第二分壓電阻R2隨著輸入信號的增大而減小，其中匹配電阻RO與第一分壓電阻 R1、第二分壓電阻R2組成的電路并聯，輸入信號與第一分壓電阻R1、匹配電阻RO組成的并 聯電路輸入端連接，限幅電路中的第三電阻R3、二極管Dl輸出端、第一電容Cl與穩壓二極 管D2輸出端四端節點連接，穩壓二極管D2輸入端、第一電容Cl另一端接地，第三電阻R3 另一端、芯片Ul第十六管腳、第五電阻R5 —端同時接+5V電源，第五電阻R5另一端與第二 電容C2連接，第二電容C2與Ul第十四管腳連接，二極管Dl輸入端、第一分壓電阻Rl與第 二分壓電阻R2連接點、第四電阻R4三端節點連接，第四電阻R4另一端與芯片Ul第一管腳 連接，第五電阻R5與第二電容C2連接端與Ul第十五管腳連接，Ul第十三管腳作為系統輸 出端，匹配電阻RO與第二分壓電阻R2并聯的輸出端接地。電光轉換模塊輸入信號為TTL電平信號，輸出信號為中心波長在1270nm-1370nm 范圍的光信號；光電轉換模塊輸入信號為中心波長在1270nm-1370nm范圍的光信號，輸出 信號為TTL電平信號。例如輸入信號5V時，第一分壓電阻Rl選為0 Ω，第二分壓電阻R2選為IOkQ，分 壓后的電壓是5V ；輸入信號為IkV時，第一分壓電阻Rl選為9. ，第二分壓電阻R2選 為50 Ω，分壓的電壓依然是5V，此時，六幾百伏的干擾信號都會因分壓后的電壓太低，構不 成高電平而被濾掉，也就不會引起誤觸發。當衰減后電壓大于5V時，限幅電路和穩壓二極 管起作用。靜態時5V電源通過第三電阻R3對電容Cl充電，衰減后高于5V的信號將通過二極管Dl被限幅于5V，低于5V的信號直接通過，二極管Dl不會導通，輸出的電壓就一直被 限制在5V以下。D2主要起穩壓和保護5V電源的作用。第四電阻R4起限流、保護后端電路 和消除頂部毛刺的作用。Ul是一種可重觸發單穩態觸發器，可以是74LS123或者相同功能 的單穩態觸發器，第五R5和第二電容C2配合Ul可根據需要調節輸出觸發脈沖的寬度。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。權利要求1.一種寬范圍多電平適配器，其特征在于包括信號調理模塊、電光轉換模塊、光電轉換 模塊，信號調理模塊、電光轉換模塊、光電轉換模塊順序電連接。2.根據權利要求1所述一種寬范圍多電平適配器，其特征在于所述信號調理模塊，包 括匹配電阻R0、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2，構成限幅電路的第三電阻R3、二極管 D1、第一電容Cl，穩壓二極管D2，消振蕩保護電阻R4，組成脈沖成形電路電阻R5、第二電容 C2、芯片U1，匹配電阻R0，第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2，其中匹配電阻RO與第一分壓 電阻R1、第二分壓電阻R2組成的電路并聯，輸入信號與第一分壓電阻R1、匹配電阻RO本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種寬范圍多電平適配器，其特征在于包括信號調理模塊、電光轉換模塊、光電轉換模塊，信號調理模塊、電光轉換模塊、光電轉換模塊順序電連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李亞維，李巨，鄧明海，張振濤，馮宗明，馬軍，趙娟，任青毅，曹科峰，李璽欽，葉超，代剛，黃斌，馬成剛，龍燕，曹寧翔，于治國，梁川，馬勛，鄧維軍，黃雷，丁明軍，吳紅光，馮莉，李晏敏，王浩，王衛，賈興，謝敏，
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