工 业表与仪 动化装置
年第自
期
模
信 拟 光 号 隔揭离方 法 及 应 用 分
上海 大学析
周林
富,
摘要
关镇 词 A
b
s
n
e本
文 详 细探 讨 了 利 光用 辐 施 对 实 模 信 号 拟隔 的离 种 方 各 法并且 叙 述 各 了种.
方
法 的优缺 点
tr a
e。
祸
t
隔离光
s
T
hi
n sa
o
p
ap
e
r
ma ke
to eou p
s
dea
.t
a
i
l de di
as
u se
si
on
s
oa
f
dv
av ra
ion
us
m te hod sfo
a
nr
ana
lo
g
e gs
u
e
is
lo taio
t
b yemt
ho
f ho
p
il g
nt
Il
s od
se r
eie
bt a
ge
s
d is ad v
da tna
of
h
e
s
me
K
ed
s
.
y
ow
r
sd
Ph
o t
o e ou
p ln gi
sI
o
l taio
n
拐隔光 的 离特点 在
工 业 控 制统 的系 现场 中在 存 各种 各
着
, 一l 型尸 的 光 韧器 件 则K K 、 : 那么可 出 V得,
,
。
~RV R/
F
;`
。
这
种 类 型 路电简 单用 实本低成廉
,
,
在 传输 线 性 要 度 不 求分 十高的 路电可 应 用以
( 实际 用使中
,
。样
的 扰 干需要 不 同 的方 法 来抗 扰 隔 离干就 是 其中 的 一
,种,
。,
,
这
电 个路的实 在 质 于 用 利两光 祸 特 一 性致 性 应尽 可能 选 择 特 性 近接的 藕光
,,
与变
器压隔 离电 藕 容合隔 离 相,
、
比光 隔藕 不 离 仅体积 小而 具且有 强 的抗更
干
以 提 高线性 度 两 个 器)件 个一 用来 作 输 另出
,
扰能
力因 为 光藕的 特 点在于 信 号 单向传 输 输出信 号 对 输入端 无 相互影 响 模共抑 制大
比
, ,
,:
一 个,用 来作 反 可馈以 补 偿 它 们的非 线性
,
.
图1
。
中的
C
.
消为 振 容电
。
光祸 响应的速 较度 快无 触 点 命 寿 易 长 逻
,于
辑电 路 合 配这 更使 藕 获得 光广泛应 用
,
。
模拟 信 号 光辊 离 隔 法介 方绍
1
.,
使
用 一般 祸 光件 如
,
器
,4N
5 2。
,
T
LI
l
7l
等
一 类这 件器 对 于 模 块 之间 字数 信 号 输 的传
果效良 光好祸 的 级 处 次于 开关 状态,
,
但 从
,是
,
光 藕
的传 输 性特我 们可 以知道 这种光 合器藕具 较有大 的非线 性直接 用 传来 模输拟 时量 线 性 其不 能满度 足 统 系的要 因 求 可此 以 入引 差,
。分
馈反 电路来 补 偿 使 光 藕 器 的 非线 性 件得
到,
改善
如图
,
1
示所
,l
。p
难不推 出关 系式1
一 + ` ,一’
+
2
`
一
`
Z资 一 釜瓷瓷+
l
:
,i
图
.1
普通
藕光 构成 线 性离隔
器
。+
2
,上
所 面 的叙 传 输电 路由于 受 器件 本 身 V /
F
的
制 很 限 难把 线 性度做 好 面 是下另外 一 方 案种这 种办 首法 先 利 则玩
,
c用 ,
:
。变换
器把 拟模信号
,
,设
两 光个祸 的电 流 传 输 数 为系K 和K
K I=
,
F ,
转换 成 频率 信 号通 过 光 祸 隔 离 由 F再/ V
换变 器 使 频率 信还号原 成模 拟信 号这里 光藕 工
I
pZ
= K
I
,
F
取
R= R
,
Z
,
V
。
1
一
V
选择
1同995
年第
3 期,
,
工
业 表与仪自 动化装 置
3
.
作 在 开状 关态不 会 带 线 性度 来差误整个 系 统 取于 决 /VF
F和
随
着半 体 导技 术的发 展市 上 也场出
现 ,
,
,
/
V 的 变换 精 度我 们 可以 用
,
了性 线 离 隔 藕光该 光 祸的 点是 特输出 信 号
随
现成 的 集成V / F 和
。
F /
V转换 器 来 设 电计路
2
,,
输 入 信号 变 化而 成 例 比变化 它 模为拟 信 号 传输
的单 简 高精化度 化 带来了 便 上 方 海 某半导、
。
达 较到 意满 的 效 果如 图
所 ,示这 是 笔者 在 实 范 围内 键 关 于在,
际 工作 中应 用 的过 路电实 践 证 明 办此法 可靠
体厂 生产的 性 线光藕
G,D 22 03
,
有双 翰 路 在
出 ,
,单简线性 度 可 限 制 在, ,
,05 %
.线路中 一 路 作可 为信 号 输 出另 外 一 路可 用 于反
馈 输使出 信 号 的 性 度得 到线修 减 少正 了
漂
转换器 的 度精 转 换 的外 器 围元件 应选 择 稳 定 (
% 精度性 较好 的器 件阻 应电 选 金 属膜 电 l阻
移
从 使 输而出 信号 定稳线 性 光藕 原理 的图
如,
。
内以 )电 应 选 容丙 聚 聚烯苯 烯乙 等电 容 种
,这
、
。
图
3
L
所示 其基 本 参 数是 输 电流 I
,出
,
:
I
I 、z 》
一
。L
模 信号光 祸 隔拟离 方法成 本 低 线 性度 比 好较,
, 0产5
A 出输 电
流,
I
LI
/
IL
:一 0
.
.
7
一
F
1
3 ( FI一
.
s但 是 传 递间相时 来说 要对长一
些
。
s o mA)
性线度
氏
士 0一
3
(%I~ 一3s om A
)4,
G D 22o 3
线 性
光藕 的应用 实 例如图 :
示 由
所图 中所
示的 各 参种 可得数
V
/
I 、 F沈月 , 1
F
V /I
4NL2 5
M313
图
2
L
M
3 13
和
藕光构 成 性线 离隔器
罗
图3
G D
2023
原 理
图李
〕 幸二
一
21V
一
1 2V
图
4
线
性光 构 藕 线性成隔 离器
下转 ( 第 1 1 )
页
5年第
期
99工业 仪与表自动 化装
置伺服
元
单广
V
图
伺服框 一图N
将 补插后 的果结转 化 脉 为冲数 有 下面, ,
。
种许
多部门 和 关有科 技 员人 的 识共今 考
献
文1
。
方
一 法种 是 采定 时用 断中 法 设定延 时 时间发 送 脉 产冲 生一 定娜 率 的 脉冲序列 这 个 定 时 中 断 般一较短 如例
,
,0
.
lm
s ;
二第种 是 设计一 个 单
社
,
李诚 。
胡人
虹.
.
床计机 算机数
控
.
西北 业 大 工学 版 西出工北 业大 学 硕 士
片
机子 系统 增将 量 值 转 为化一 系 均 列匀 脉冲 发 出 ;去第 三种 是制 作
合适的硬 件路
,
198 电8 ()
2
2
全
功能 经济 型控
数.
目 提 高 前国 内经 济 型数 的 控 次档已 成为( 上接
第15
论文
.
918 (8 2
))
I页 、一 12十 I L
,电路 中 用应工 作 定 线性稳 度好 信 随相 着线
,
,,
性
光 祸 的格价降 低 会 获 得广泛应 用 今
文考
1献
。
从 凡 一
3一
V】
、
f:
2
}
R4
i +LI
1 =1+ I
LZ
V
I V3 ;R 一 R
LI Z因为 I / LI
、
,。。
,
:
!
崔建吾
,等
.实 线用性 隔离 大器放
.
电
子技 术
十1
2
应
用;,
,
1
99 1
(
12 )
.
i
,
(
电路 中取 V
:
e
=
V
,,
2
:和 R~
,
2
9192 ( 2 )
赫安
鸿
模拟式 光隔电器
离.
气电时
代,
R
)
4,
所
以
v.。
一
鲁。
v
i
一Kv
`
3
林周富
,
.
智
能电 执动行 器
.西
北 工业 学大
毕,
业
论文
4
,
9 192
.
式中
K一R
3
R/
l
G D2 2 o3
路枪双出 性 光线 辆合器 说 明 书海
上
本. 电路 中线性光 藕 的特 性 定 频稳 宽带传
,
电
电子 元器件 厂
递 速
快 度 用 效使 好 果 此方 曾 法一在 电机控制
,
工 业表与仪 动化装置
年第自
期
模
信 拟 光 号 隔揭离方 法 及 应 用 分
上海 大学析
周林
富,
摘要
关镇 词 A
b
s
n
e本
文 详 细探 讨 了 利 光用 辐 施 对 实 模 信 号 拟隔 的离 种 方 各 法并且 叙 述 各 了种.
方
法 的优缺 点
tr a
e。
祸
t
隔离光
s
T
hi
n sa
o
p
ap
e
r
ma ke
to eou p
s
dea
.t
a
i
l de di
as
u se
si
on
s
oa
f
dv
av ra
ion
us
m te hod sfo
a
nr
ana
lo
g
e gs
u
e
is
lo taio
t
b yemt
ho
f ho
p
il g
nt
Il
s od
se r
eie
bt a
ge
s
d is ad v
da tna
of
h
e
s
me
K
ed
s
.
y
ow
r
sd
Ph
o t
o e ou
p ln gi
sI
o
l taio
n
拐隔光 的 离特点 在
工 业 控 制统 的系 现场 中在 存 各种 各
着
, 一l 型尸 的 光 韧器 件 则K K 、 : 那么可 出 V得,
,
。
~RV R/
F
;`
。
这
种 类 型 路电简 单用 实本低成廉
,
,
在 传输 线 性 要 度 不 求分 十高的 路电可 应 用以
( 实际 用使中
,
。样
的 扰 干需要 不 同 的方 法 来抗 扰 隔 离干就 是 其中 的 一
,种,
。,
,
这
电 个路的实 在 质 于 用 利两光 祸 特 一 性致 性 应尽 可能 选 择 特 性 近接的 藕光
,,
与变
器压隔 离电 藕 容合隔 离 相,
、
比光 隔藕 不 离 仅体积 小而 具且有 强 的抗更
干
以 提 高线性 度 两 个 器)件 个一 用来 作 输 另出
,
扰能
力因 为 光藕的 特 点在于 信 号 单向传 输 输出信 号 对 输入端 无 相互影 响 模共抑 制大
比
, ,
,:
一 个,用 来作 反 可馈以 补 偿 它 们的非 线性
,
.
图1
。
中的
C
.
消为 振 容电
。
光祸 响应的速 较度 快无 触 点 命 寿 易 长 逻
,于
辑电 路 合 配这 更使 藕 获得 光广泛应 用
,
。
模拟 信 号 光辊 离 隔 法介 方绍
1
.,
使
用 一般 祸 光件 如
,
器
,4N
5 2。
,
T
LI
l
7l
等
一 类这 件器 对 于 模 块 之间 字数 信 号 输 的传
果效良 光好祸 的 级 处 次于 开关 状态,
,
但 从
,是
,
光 藕
的传 输 性特我 们可 以知道 这种光 合器藕具 较有大 的非线 性直接 用 传来 模输拟 时量 线 性 其不 能满度 足 统 系的要 因 求 可此 以 入引 差,
。分
馈反 电路来 补 偿 使 光 藕 器 的 非线 性 件得
到,
改善
如图
,
1
示所
,l
。p
难不推 出关 系式1
一 + ` ,一’
+
2
`
一
`
Z资 一 釜瓷瓷+
l
:
,i
图
.1
普通
藕光 构成 线 性离隔
器
。+
2
,上
所 面 的叙 传 输电 路由于 受 器件 本 身 V /
F
的
制 很 限 难把 线 性度做 好 面 是下另外 一 方 案种这 种办 首法 先 利 则玩
,
c用 ,
:
。变换
器把 拟模信号
,
,设
两 光个祸 的电 流 传 输 数 为系K 和K
K I=
,
F ,
转换 成 频率 信 号通 过 光 祸 隔 离 由 F再/ V
换变 器 使 频率 信还号原 成模 拟信 号这里 光藕 工
I
pZ
= K
I
,
F
取
R= R
,
Z
,
V
。
1
一
V
选择
1同995
年第
3 期,
,
工
业 表与仪自 动化装 置
3
.
作 在 开状 关态不 会 带 线 性度 来差误整个 系 统 取于 决 /VF
F和
随
着半 体 导技 术的发 展市 上 也场出
现 ,
,
,
/
V 的 变换 精 度我 们 可以 用
,
了性 线 离 隔 藕光该 光 祸的 点是 特输出 信 号
随
现成 的 集成V / F 和
。
F /
V转换 器 来 设 电计路
2
,,
输 入 信号 变 化而 成 例 比变化 它 模为拟 信 号 传输
的单 简 高精化度 化 带来了 便 上 方 海 某半导、
。
达 较到 意满 的 效 果如 图
所 ,示这 是 笔者 在 实 范 围内 键 关 于在,
际 工作 中应 用 的过 路电实 践 证 明 办此法 可靠
体厂 生产的 性 线光藕
G,D 22 03
,
有双 翰 路 在
出 ,
,单简线性 度 可 限 制 在, ,
,05 %
.线路中 一 路 作可 为信 号 输 出另 外 一 路可 用 于反
馈 输使出 信 号 的 性 度得 到线修 减 少正 了
漂
转换器 的 度精 转 换 的外 器 围元件 应选 择 稳 定 (
% 精度性 较好 的器 件阻 应电 选 金 属膜 电 l阻
移
从 使 输而出 信号 定稳线 性 光藕 原理 的图
如,
。
内以 )电 应 选 容丙 聚 聚烯苯 烯乙 等电 容 种
,这
、
。
图
3
L
所示 其基 本 参 数是 输 电流 I
,出
,
:
I
I 、z 》
一
。L
模 信号光 祸 隔拟离 方法成 本 低 线 性度 比 好较,
, 0产5
A 出输 电
流,
I
LI
/
IL
:一 0
.
.
7
一
F
1
3 ( FI一
.
s但 是 传 递间相时 来说 要对长一
些
。
s o mA)
性线度
氏
士 0一
3
(%I~ 一3s om A
)4,
G D 22o 3
线 性
光藕 的应用 实 例如图 :
示 由
所图 中所
示的 各 参种 可得数
V
/
I 、 F沈月 , 1
F
V /I
4NL2 5
M313
图
2
L
M
3 13
和
藕光构 成 性线 离隔器
罗
图3
G D
2023
原 理
图李
〕 幸二
一
21V
一
1 2V
图
4
线
性光 构 藕 线性成隔 离器
下转 ( 第 1 1 )
页
5年第
期
99工业 仪与表自动 化装
置伺服
元
单广
V
图
伺服框 一图N
将 补插后 的果结转 化 脉 为冲数 有 下面, ,
。
种许
多部门 和 关有科 技 员人 的 识共今 考
献
文1
。
方
一 法种 是 采定 时用 断中 法 设定延 时 时间发 送 脉 产冲 生一 定娜 率 的 脉冲序列 这 个 定 时 中 断 般一较短 如例
,
,0
.
lm
s ;
二第种 是 设计一 个 单
社
,
李诚 。
胡人
虹.
.
床计机 算机数
控
.
西北 业 大 工学 版 西出工北 业大 学 硕 士
片
机子 系统 增将 量 值 转 为化一 系 均 列匀 脉冲 发 出 ;去第 三种 是制 作
合适的硬 件路
,
198 电8 ()
2
2
全
功能 经济 型控
数.
目 提 高 前国 内经 济 型数 的 控 次档已 成为( 上接
第15
论文
.
918 (8 2
))
I页 、一 12十 I L
,电路 中 用应工 作 定 线性稳 度好 信 随相 着线
,
,,
性
光 祸 的格价降 低 会 获 得广泛应 用 今
文考
1献
。
从 凡 一
3一
V】
、
f:
2
}
R4
i +LI
1 =1+ I
LZ
V
I V3 ;R 一 R
LI Z因为 I / LI
、
,。。
,
:
!
崔建吾
,等
.实 线用性 隔离 大器放
.
电
子技 术
十1
2
应
用;,
,
1
99 1
(
12 )
.
i
,
(
电路 中取 V
:
e
=
V
,,
2
:和 R~
,
2
9192 ( 2 )
赫安
鸿
模拟式 光隔电器
离.
气电时
代,
R
)
4,
所
以
v.。
一
鲁。
v
i
一Kv
`
3
林周富
,
.
智
能电 执动行 器
.西
北 工业 学大
毕,
业
论文
4
,
9 192
.
式中
K一R
3
R/
l
G D2 2 o3
路枪双出 性 光线 辆合器 说 明 书海
上
本. 电路 中线性光 藕 的特 性 定 频稳 宽带传
,
电
电子 元器件 厂
递 速
快 度 用 效使 好 果 此方 曾 法一在 电机控制
,