基于VFC和FVC的模拟电压信号远程传输电路的设计与研究

为了解决电压模拟信号的远程传输和光隔离问题,利用AD7740构成VFC,再将信号通过HFBR1521转换为光信号通过光纤进行传输,利用HFBR2521接收光信号,通过AD650构成FVC,从而实现电压信号的远程安全传输．信号发送端采用AD7740,在保证V—F转换线性度的同时提高了性价比,接收端采用AD650从而保证了F—V转换线性度．通过光纤传输信号一方面解决了电隔离问题。另一方面可以有效降低环境干扰,实现远程传输．根据上述原理设计了性能良好、结构简单和精确度较高的信号转换及传输电路．该电路创新之处在于实现了模拟信号的远程传输并保证了良好的准确性,同时实现了电隔离．实验证明设计电路线性度良好,远端接收端能够精确再现0—5V模拟电压,因此设计电路能够满足多数场合下电压控制信号远程传输需要．     

基于晶闸管的放电冲击波油气增产装置研制

井下电脉冲技术是实现油气井解堵增产的新型途径之一,放电开关是支撑其产生冲击压力波的基础。本文针对基于自触发气体开关的油气井增产装置放电电压不可控的缺点,设计了一种利用晶闸管串联构成放电开关的新型油气井增产实验装置。为确保实验装置能安全应用于大功率高电压场合下,设计了静态与动态均压电路,以避免装置运行时晶闸管过电压击穿。使用现场可编程门阵列(FPGA)作为主控芯片,控制晶闸管导通放电,实现放电电压的可控调节。采用光纤传输控制信号,使隔离电压不受限制。同时设计了高压取能单元,为各晶闸管驱动电路提供独立的供电电源。实验结果表明,此装置电压钳位能力良好,放电电压控制精确,解堵效果明显,为新型油气井增产装置井下作业奠定了基础。     

脉宽调制整流器中模拟信号的远距离隔离传输

提出了一种适用于高压环境下远距离传输模拟信号的方法。利用AD650构成压频和频压转换电路,先将模拟信号转换成±5 V,后经压频电路将电压信号线性变成一定频率的方波脉冲列,并经光纤传输到远处的控制中心。在控制中心再将脉冲列送入频压转换电路还原成电压信号,最终送入AD芯片转换成数字信号送入控制器进行处理。设计了电路结构和参数,并进行了实验。实验结果表明:所设计方案可以有效地传输模拟信号,既无衰减,又有良好的抗干扰能力。传输距离可达200 m,传输过程中的延时小于20μs。     

一种带有新型预加重的基于LVDS的SPI隔离通信驱动电路

在原LVDS隔离通信驱动电路的基础上进行改进,加入了预加重技术,使得电平转换时间缩小,增强了信号质量,提高了传输速度,增加了传输距离.采用了0.18 μm BCD工艺对电路进行了仿真,仿真结果表明即使当电压需要达到稳定后电压的86.6%时,预加重改进后的电路电平转换时间(上升沿下降沿时间)改进比例达68%,效果显著.     

关于USB信号及其光纤传输电路分析

对USB信号以及一种通过光纤传输USB(通用串行总线)信号的电路作了较详细的分析.此电路将USB信号D+,D-的三种状态转换为发射激光的三种强度全亮、半亮、暗,并且通过光纤传输到对方激光接收器,再通过相应电路恢复D+,D-的三种状态.激光接收器电路的输出信号之一触发单稳延时电路来控制D+,D-与激光发射电路、激光接收电路的通与断,以此实现USB信号的光纤传输.     

基于LM331的隔离传输模块设计

隔离传输模块广泛应用于环境比较复杂的场合,用于传输控制信号或探测信号.设计一种以频率电压转换器件LM331为核心的简单电路,该电路采用光电隔离,具有电路简洁、隔离性强、线性度好、功耗低、调试简单等特点,克服了单一采用光电耦合器的非线性弊端.     

MEMS光纤压力传感器检测电路系统设计

针对反射式强度调制型MEMS光纤压力传感器特性,设计了一种基于STC89C52单片机的检测电路系统.系统分为光电转换模块、衰减滤波模块、真有效值转换模块、A/D转换模块和液晶显示模块等.采用OPT101作为光电转换器件,将光纤传输来的光强信号转换成电压信号,对电压信号衰减后通过滤波器输出至AC/DC转换器以及A/D转换器,经过单片机运算和处理将结果显示在液晶屏上并可通过接口输出至电脑.测试结果表明,本次设计的电路具有较高的精度和分辨率.     

一种远距离传输模拟信号的方法

工业现场中,有时需要将传感器转换后的模拟信号传到控制中心,进行模数转换后再送到控制器进行处理。提出了一种适用于高压环境下远距离传输模拟信号的方法:利用AD650构成压频和频压转换电路,先将模拟信号经压频电路线性变成一定频率的方波脉冲列,并经光纤传输到远处的控制中心。在控制中心再将脉冲列送入频压转换电路还原成电压信号,最终送入数模转换芯片转换成数字信号送入控制器进行处理。详细设计了电路结构和参数,并进行了实验。实验结果表明所设计方案可以有效地远距离传输模拟信号,既无衰减,又有良好的抗干扰能力。     

基于矿用电气装备的光纤通信控制系统研究

针对矿用电气装备通信中存在的环境复杂、干扰大等问题,本文提出一种485差分信号与光纤信号互相转换的通信板,介绍通信板的整体结构、工作原理和硬件电路原理。实验结果表明,通信板可以将485差分信号与光纤信号互相转换,即能实现用光纤取替485双绞线的功能,解决了长距离通信干扰大的难题,验证了该装置的实用性。     

一种模拟信号的远距离隔离传输方法

工业现场中,有时需要将传感器转换后的模拟信号传到控制中心进行模数转换后再送到控制器进行处理。本文提出了一种适用于高压环境下远距离传输模拟信号的方法：利用AD650构成压频和频压转换电路,先将模拟信号经压频电路线性变成一定频率的方波脉冲列,并经光纤传输到远处的控制中心。在控制中心再将脉冲列送入频压转换电路还原成电压信号,最终送入数模转换芯片转换成数字信号送入控制器进行处理。文中详细设计了电路结构和参数,并进行了实验。实验结果表明所设计方案可以有效地远距离传输模拟信号,既无衰减,又有良好的抗干扰能力。     

无抽空谐振腔的大气压脉冲N_2激光器

介绍了无抽空谐振腔的大气压脉冲N2激光器的制作方法.该激光器主要由双面环氧树脂印刷电路板制作的储能传输线和脉冲形成线、高压直流电源,N2气源等器件构成,两端均可输出激光,为科研、实验提供了一种自制结构简单、使用方便、光脉冲宽度小于1ns,单个脉冲的能量约为100～300 mJ的小型紧凑的无抽空谐振腔大气压脉冲N2激光器.     

一种基于双传输线的纳秒脉冲源的研制

采用双传输线发生纳秒级方波脉冲,设计了一种用来模拟核电磁脉冲在电路中激励的干扰信号的纳秒脉冲信号源,进行抗EMP试验。脉冲源由直流高压源、触发控制电路和脉冲形成电路三部分组成。试验中脉冲测量系统设计应注意阻抗匹配,电缆影响,抗干扰等问题。在负载不匹配情况下工作时信号具有较大波动且传送效率降低;负载匹配时,优化后的系统所获得的方波信号前沿1.4ns,脉冲宽度为50.6ns。     

基于电磁互感自取电的恒压并联电流补偿方法

通过物联网(the internet of things,IoT)终端对高压线路进行实时在线检测是非常重要的技术方法.传统的电流互感器在高压输电线上流过的电流较小时难以高效取电供后级物联网终端设备.针对该问题,提出了一种基于电磁互感自取电的恒压并联电流补偿方法,设计了补偿电路.通过对升压电路输出端的电流采样,来控制主副线圈回路的并联电流,实现高效取电,达到在高压线路微小电流情况下用电设备进行正常供电的需求.通过实验与实际应用证明,该设备在流经高压线路的电流微小时能够保持稳定对后级设备进行供电,为物联网终端设备的稳定运行提供了可靠的电源.     

基于感应滤波的高压取电装置谐波抑制方法

为了解决偏远山村、通信基站、郊区工厂等负荷的供电问题,通过特制的大容量电压互感器(PT)可实现从高压铁塔或架空线路直接取电,从而实现灵活取电、就地供电的要求。取电装置的负荷中,含大量非线性负荷,而取电装置直接接入高压输电线路,必然在线路中注入一定的谐波。以110 k V输电线路的单相PT取电装置为对象,考虑接入负荷类型及容量,提出了一种基于感应滤波的高压取电装置谐波抑制方法。首先对110 k V输电线路单相PT取电装置的引下线及塔型布置方案、谐波源负荷情况进行分析,建立相应的仿真模型,得到取电装置注入电网的谐波含量与取电装置容量的关系,进而确定取电装置接入电网的容量限值。分析了基于感应滤波的单相PT取电装置的拓扑及等效电路,并推导了输出电压与输入电压的传递函数,设计了感应滤波绕组和调谐装置的参数。仿真结果表明感应滤波及其调谐装置对不同谐波成分均有良好的衰减效果。可见,利用感应滤波对取电装置进行谐波抑制能减小取电装置接入对电网的影响,具有良好的经济性和技术性。     

高压输电系统串联电容器补偿的应用与仿真研究

为了研究含有串联电容器补偿的高压输电网络的暂态过程,在阐述串联电容器补偿基本原理和作用的基础上,利用MATLAB中的电力系统模块库(PSB)和Simulink,建立了一个735kV串联电容器补偿输电网络的系统模型,并对其一相对地短路的暂态过程进行了仿真．仿真结果表明：含有串联电容器补偿的高压输电网络有可能发生次同步振荡(SSO)现象．为了抑制次同步振荡,应采用可控串联电容器补偿(TCSC)。     

反射型光纤信号干涉调制器

利用光纤传输系统中菲涅耳反射所产生的反射回波和多光束干涉效应设计了一种反射型光纤信号干涉调制器.实验中从X型光纤耦合器输入端输入光波,从输出端输出光波并入射到晶体表面上.将调制信号以电压形式加载于压电陶瓷管用共伸缩振荡来控制光纤端与晶体表面间距离,光信号在光纤端面与晶体表面发生菲涅耳反射产生的回波发生多光束干涉效应,实现对反射光的调制,从光纤耦合器的回波端输出被调制的回波光信号.这种光纤信号调制器主要针对光的振幅调制,实验中获得调制度约为44%,信噪比约为13 dB,带宽约为200 kH z.具有价格低廉、调制度高的特点,可应用于光纤传输信号的调制及信号斩波等.     

基于自适应限流电流互感器取能电源设计方法

针对输电线路电流大小大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题，通过在电流互感器直流侧增添泄能电路，利用泄能电路的电流值对取能负载进行限流。首先在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型，推导出负载电压与电流互感器母线电流的关系。通过引入开关电路，由脉冲信号与电流比较器结合产生的信号控制晶体管的导通与关断，从而解决电流过大时能量溢出的问题，给出了稳压电路的实现形式，建立整个装置的等效模型。同时建造试验平台，证明了该方法能够在母线电流变换的条件下达到自动调节取能负载电压的效果，从而有效地改善取能装置在大输入电流下的能量溢出状况，可见所提方法的可行性。     

一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路

针对声波高压激励信号存在余波震荡现象,影响换能器工作效率的实际问题,以美国IR公司生产的高压悬浮驱动器IR2110为核心器件,设计了一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路。首先介绍了高压脉冲产生电路的工作原理,之后从器件选型、电路参数计算、实验测试等方面详细阐述了充放电电路、发射及甩尾电路的设计过程,最后对实验结果进行了对比分析。实验结果表明,电路所输出高压脉冲的幅度和脉宽均可精确调节,脉冲边沿陡峭,宽度清晰可见,无拖尾现象,满足工程实际需求。     

多道电刺激信号透皮传输的微线圈阵列

微线圈阵列和匹配电容谐振可以实现植入电刺激器多路信息的并行传输。为提高微线圈阵列接收各通道信息的精确性与可靠性,并减小植入系统的体积,实验中利用印刷电路板(printedcircuit board,PCB)和柔性电路板(flexible printed circuit,FPC),工艺加工微线圈阵列,将其用于2*2阵列的多通道传输装置,并测试2种工艺线圈在理想耦合、空间失配以及不同负载下的耦合效率情况。结果表明空间失配对两种线圈都有影响,但若控制横向失配在3 mm内、角度失配在30度内,并增大负载,目前实验室阶段2种线圈均可实现植入电刺激器信号的透皮传输,各通道输出信号能满足神经电刺激的要求。在系统可靠性方面,FPC线圈更具有优势,且其柔性的特点更适于植入人体。