Устройство для передачи и приема аналоговых сигналов Советский патент 1984 года по МПК G08C19/36 

Изобретение относится к устройствам передачи и преобразования ана логовых сигналов с гальваиическим разделением цепей, которые имеют широкое применение в промьшшенной автоматике, вычислительной технике,ме дицинском приборостроении и др. Известно оптоэлектронное устройство гальванического ра деления сигналов, содержащее оптрон в качестве гальванического разделителя и согласующие усилители постоянного тока на передающей и приёмной сторонах Щ Недостатки этого устройства - высокие временная и температурная нестабильность. Отмеченный недостаток в значитель ной мере ослабляется в устройствах, содержащих дифференциальный оптрон, один из фотодиодов которого включен в цепь обратной связи входного усилителя. Наиболее близким к предлагаемому является устройство гальванической развязки, содержащее входной дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с входом устройства, дифференциальный оптрон и на приемной стороне дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства. Анод светодиода подключен к выходу входного дифферен циального усилителя, а катод - к клемме нулевого потенциала источника питания. Катод первого фотодиода соединен с источником смещения первичной цепи, а анод - с вторым входом входного усилителя. Второй фотодиод соединен своим анодом с источником смещения источника питания, а катодом - с инвертирующим входом и через резистор с выходом усилителя iz. Недостатком известного устройства является зависимость нелинейности ко эффициента передачи от степени бдизости параметров фотодиодов в диапазоне изменения рабочих токов светодиода . Цель изобретения - повышение точности передачи аналоговых сигналов, т.е. уменьшение нелинейных искажений проходной характеристики устройств гальванического разделения при малых токах светодиода и работе фотодиодов в режиме источников ЭДС. Поставленная цель достигается тем .что в устройство для передачи и прие ма аналоговых сигналов, содержащее н передающей, стороне дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, выход дифференциального усилителя через светоДиод оптрона соединен с нулевой клеммой источник,а питания, катод первого фотодиода оптрона под|ключен к второму входу дифференциального усилителя, анод первого фотодиода оптрона через первый резистор соединен с нулевой клеммой источника питания и через второй резистор с клеммой смещения источника питания, а на приемной стороне - дифференциальный усилитель, выход которого соединен с выходом устройства и через первый резистор с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого через второй фотодиод оптрона и последовательно соединенный с ним второй резистор подключен к нулевой клемме источника питания, анод, второго фотодиода через третий резистор соединен с клеммой смещения источника питания, введены на -приемной стороне резисторы, потенциометры и диод, выход дифференциального усилителя подключен к первому выводу первого потенциометра, второй вывод которого соединен с нулевой клеммой источника питания, средний вывод первого потенциометра через последовательно соединенные диод и четвертьм резистор подключен к среднему выводу второго потенциометра, первый и второй выводы которого соединены через пятый и шестой резисторы соответственно с первым и вторьм входами дифференциального усилителя, катод диода через седьмой резистор подключен к нулевой клемме источника питания. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. . Устройство для передачи и приемй анапоговьсс сигналов содержит дифференциальные усилители 1 и 2, оптрон 3, диод 4, резисторы 5-13 и потенцио- метры 14 и 15. , Устройство работает следующ Л образом. Входной сигнал поступает на инвер тирующий вход усилителя 1, выход которого подключен к светодиоду (СД) оптрона 3, при этом через СД протекает такой ток, чтобы алгебраическая сумма напряжений, поступающих на неинвертирующий вход усилителя 1, равнялась входному напряжению Удх- Указанная сумма напряжений состоит из

ЭДС ФД1 оптрона 3 и напряжения смещенНИН, определяющего начальное значение тока через СД и поступающего от источника UQ, через резисторы 5 и 6, Напряжение на выходе устройства определяется ЭДС ФД2 и коэффициентом передачи, зависящим от отношения сопротивлений резисторов 12 и 9. Напряжение смещения, поступающее от источника DO через резисторы 7 и 8 в цепь неинвертирующего входа усилителя 2, обеспечивает нулевое значение

сигнала на выходе устройства при нулевом входном сигнале. Потенциометр 15, диод 4 и нагрузочный резистор 11 эбразуют цепь компенсации параметрической нелинейности (зависящей от входного сигнала U «я ), напряжение с которой через резистор 10, потенциометр 14, резисторы. 12 и 13 поступает соответственно на инвертирующий и неинвертир ующий входы выходного усилителя 2, повышая линейность коэффициента передачи всего устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И i ПРИЕМА АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, содержащее на передакядей стороне дифференциальный усилитель, первый вход которого соедийен с информационным входом устройства, выход дифференциального усилителя через, светодиод оптрона соединен с нулевой клеммой источника питания, катод первого фотодиода оптрона подключен к второму входу дифференциального усилителя, анод первого фотодиода оптрона через пер- . вый резистор 1соединен с нулевой клеммой источника питания и через второй резистор с клеммой смещения источника питания, а на приемной ртороне.дифференциальньй усилитель, выход которого соединен с выходом устройства и через первый резистор с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого через BTopofi фотодиод оптрона и последовательно соединенный с ним второй резистор подключен к нулевой клемме источника питания, анод второго фотодиода через третий резистор соединен с клеммой смещения источника питания, о т л ич a ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности передачи, в него на приемной стороне введены резисторы, потенциометры и диод, выход дифференциального усилителя подключей 9 к первому выводу первого потенциометра, второй вывод которого соединен с нулевой .клеммой источника питания, средний вывод первого потенциометра через последовательно соединенные диод и четвертый резистор подключен к среднему выводу второго потенциометра, первый и второй выводы котоt 9 рого соединены через пятьй и шестой 00 1C резисторы соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, катод диода через седьмой 00 резистор подключён к нулевой клемме со источника питания.

,i

и,,

вЧвм

9 и ох