Коммутатор аналоговых сигналов тока с гальванической развязкой

 

» анетте и - . тО»»a:

d»

О П И С А Н И Е ш) 423250

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С©юЗ Советснии

Социалистииеснит1

Реслублин (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.09.72 (21) 1833012/26-9 (51) М. Кл. Н 03k 17/78 с присоединением заявки № государственный комитет

Совета Министров ССсР

llo делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.04.74. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 11.09.74 (53) УДК 621.382(088.8) (72) Авторы изобретения

И. А. Бабанов, Э. Г. Баранова и Л. М, Лукьянов (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ ТОКА С

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ

Изобретение относится к технике передачи информации в телемеханике, автоматике и измерительной технике.

Коммутаторы аналоговых сигналов тока с гальванической развязкой цепей датчиков и приемного устройства в настоящее время реализуются применением устройств типа модулятор — демодулятор (МДМ) с трансформаторными связями или использованием магнитных усилителей. Эти устройства обладают невысоким быстродействием, сложны и дороги.

С появлением оптронов типа фотодиод— фототранзистор с базовым выводом открывается возможность построения простого коммутатора тока с гальванической развязкой. В нем измеряемый ток проходит через фотодиод оптрона. Излучаемый фотодиодом световой поток изменяет проводимость фототранзистора, включенного в измерительную схему. Запирающий сигнал на базе фототранзистора блокирует влияние светового потока, что при параллельном соединении фототранзисторов позволяет построить простой коммутатор. Однако используемые в этом коммутаторе оптроны обладают существенной нелинейностью передаточной характеристики.

Цель изобретения — -повышение точности с одновременным расширением линейной области передаточной характеристики и снижение требований к идентичности параметров оптр онов.

Предлагаемый коммутатор отличается тем, что в него введены выходные оптроны, базы фототранзисторов каждого из которых соединены с соответствующими выходами блока формирования адресных сигналов старшей ступени, эмиттеры — с землей, а коллекторы — с общим резистором, включенным ана10 логично резистору входных оптронов, и дифференциальный усилитель, один из входов которого подключен к коллекторам фототранзисторов входных, другой — выходных оптронов, а фотодиоды последних соединены последова15 тельно между собой и заземленной нагрузкой и подключены к выходу дифференциального усилителя; при этом базы каждого из фототранзисторов входных оптронов, объединенных в группы по идентичности параметров с

20 одним из гыходных оитронов, соединены с базами соответствующих оптронов других групп и подключены к одному из выходов блока формирования адресных сигналов младшей ступени.

25 Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Коммутатор содержит датчики 1, входные оптроны 2, резисторы 3, дифференциальный усилитель 4, выходные оптроны 5, устройство

30 для формирования адреса старшей ступени б, 423250 блоки управления 7, устройство для формирования адреса младшей ступени управления 8, нагрузку 9.

Работает коммутатор следующим образом.

Резисторы 4 и фототранзисторы включенных в данный момент входного 2 и выходного

5 оптронов образуют мостовую схему, питание которой подводится к клемме а относительно земли. Проводимость фототранзистора входного оптрона зависит по определенному, пусть даже нелинейному, закону от тока датчика 1. При разбалансе моста включенный в его измерительную диагональ дифференциальный уси; нпгсл 4 выраба ываег выходной ток, который проходит через фотодиоды оптронов

5 и нагрузку 9. Под действием этого тока проводимость фототранзистора выходного оптро:а цз.. еняется таким образом, что в схеме всегда поддерживается равновесие (баланс) моста. При одинаковых сопротивлениях резисторов 3 баланс моста возможен только при одних и тех же проводимостях фототранзисторов оптронов. Если оптроны имеют одинаковые характеристики, одни и те же проводимости обеспечиваются лишь при одинаковых токах возбуждения фотодиодов. Следовательно, во включенной последовательно с фотодиодами выходных оптронов нагрузке протекает ток, равный току в цепи датчика.

При подаче на базовый вывод фототранзистора оптрона запирающего сигнала проводимость фототранзистора уменьшается до пренебрежимо малой величины. Это позволяет включать в измерительную цепь моста фототранзисторы определенной пары входных и выходных оптронов, а следовательно и коммутировать каналы передачи информации от датчиков.

Все оптроны коммутатора распределены в группы, внутри каждой из которых содержатся оптроны с одинаковыми параметрами.

Устройство для формирования адреса старшей ступени 6 выбирает включением одного из выходных оптронов нужную группу, а устройство для формирования адреса младшей ступени 8 — один из входных оптронов группы. Блоки управления 7 по сигналам б управляют блоками формирования адресных сигналов.

Hip е д м ет,и з о б р е те и и я

10 Коммутатор аналоговых сигналов тока с гальванической развязкой, содержащий входные оптроны из фотодиодов и фототранзисторов, эмиттеры которых заземлены, а коллекторы соединены с общим резистором, другой

15 выход которого подключен к клемме заземленного источника напряжения, блок управления и блоки формирования адресных сигналов с младшей и старшей ступенями выбора каналов, отличающийся тем, что, с

20 целью повышения точности с одновременным расширением линейной области передаточной характеристики и снижения требований к идентичности параметров оптронов, он содержит выходные оптроны, базы фототранзисто25 ров каждого из которых соединены с соответствующими выходами блока формирования адресных сигналов старшей ступени, эмиттеры — с землей, а коллекторы — с общим резистором, включенным аналогично резистору

30 входных оптронов, и дифференциальный усилитель, один их входов которого подключен к коллекторам фототранзисторов входных, другой — выходных оптронов, а фотодиоды последних соединены последовательно между

35 собой и заземленной нагрузкой и подключены к выходу дифференциального усилителя, при этом база каждого из фототранзисторов входных оптронов, объединенных в группы по идентичности параметров с одним из выход40 ных оптронов, соединена с базами соответствующих фототранзисторов оптронов других групп и подключена к одному из выходов блока формирования адресных сигналов младше-" ступени.

Составитель В. Брагин

Техред Л. Богданова

Редактор Б. Федотов

Корректор А. Степанова

Заказ 2213/15 Изд. № 680 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретешш и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2