一种直流信号转换隔离器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种直流信号转换隔离器，包括用于采集输入信号并对其进行校准后输出校准信号的信号采集/校准单元、对校准信号进行隔离和初级放大并输出初级放大信号的隔离放大单元、对初级放大信号进行再次放大并输出次级放大信号的次级放大及输出单元、与工作电源相连接并用于将工作电源转换为变送器/传感器使用的器件工作电源和将工作电源转换为芯片所使用的芯片工作电源的直流电源转换单元，直流电源转换单元分别与信号采集/校准单元、次级放大及输出单元相连接并提供芯片工作电源。本实用新型专利技术解决了器件的供电问题，简化布线及安装方案，降低成本，信号传输精度高、速度快、抗干扰能力强、稳定性高。

A DC signal conversion isolator

The utility model relates to a DC signal conversion isolator, which comprises a signal acquisition / calibration unit for collecting input signals and outputting calibration signals after calibration, an isolation amplification unit for isolating and primary amplifying calibration signals and outputting primary amplification signals, a secondary amplification and output unit for re amplifying primary amplification signals and outputting secondary amplification signals The DC power conversion unit is connected with the working power supply and used to convert the working power supply to the working power supply of the device used by the transmitter / sensor and the working power supply to the working power supply of the chip used by the chip. The DC power conversion unit is respectively connected with the signal acquisition / calibration unit, the secondary amplification and output unit and provides the working power supply of the chip. The utility model solves the power supply problem of the device, simplifies the wiring and installation scheme, reduces the cost, and has the advantages of high signal transmission accuracy, fast speed, strong anti-interference ability and high stability.

【技术实现步骤摘要】
一种直流信号转换隔离器
本技术属于电子器件领域，具体涉及一种直流信号转换隔离器。
技术介绍
随着工业自动化的发展，工业现场会使用不同的自动化仪表、执行机构和检测设备等组成大大小小的检测与控制系统，它们之间需传递各种各样信号。系统工作过程中，会出现“接地环路”造成的信号传输失真问题、不同信号之间的相互干扰和信号不匹配问题、高频脉冲信号导致的电磁干扰问题等。这些问题会导致系统不稳定、误操作、甚至无法工作。为了有效解决上述问题，系统中通常需要使用信号隔离器。信号隔离器利用光电隔离或电磁隔离切断输入和输出信号之间的电气连接，同时增加滤波、信号转换等功能，来保障系统稳定可靠运行。如附图1所示，传统的信号隔离器的功能一般包含信号采集/放大单元、信号转换单元、信号隔离单元、输出驱动单元，并包含独立的工作电源部分，分别为各单元供电。针对现场低电压低功耗的变送器或传感器等器件，传统隔离器方案应用时，只能通过外加独立的电源模块给现场变送器或传感器供电，这大大增加了系统集成成本。因需要额外采购相应的电源模块，现场还需要给电源模块接入输入电压，且通常存在一个电源模块的输出电压给多个现场变送器或传感器供电的现象，这样增加了现场布线和设备安装的复杂性，也增大了项目实施的工作量和系统的不稳定因素。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够提供配电功能，为现场器件提供电源的直流信号转换隔离器。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种直流信号转换隔离器，包括用于采集输入信号并对其进行校准后输出校准信号的信号采集/校准单元、与所述信号采集/校准单元相连接并对所述校准信号进行隔离和初级放大并输出初级放大信号的隔离放大单元、与所述隔离放大单元相连接并对所述初级放大信号进行再次放大并输出次级放大信号的次级放大及输出单元、与工作电源相连接并用于将工作电源转换为变送器/传感器使用的器件工作电源和将工作电源转换为芯片所使用的芯片工作电源的直流电源转换单元，所述直流电源转换单元分别与所述信号采集/校准单元、所述次级放大及输出单元相连接并提供所述芯片工作电源。所述直流电源转换单元包括对所述工作电源进行直流转换并输出直流信号的DC/DC转换单元、与所述DC/DC转换单元相连接并对所述直流信号进行电压放大而输出所述器件工作电源的电压放大电路、对所述工作电源进行转换和变压整流而输出多路所述芯片工作电源的电源振荡驱动及整流单元。所述DC/DC转换单元包括电压转换器U101、电容C101、电容C102、电容C103、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电容C104、电容C105、电容C106、电容C107；所述电容C101、所述电容C102、所述电容C103并接后一端与所述工作电源相连接、另一端接地，所述工作电源与所述电压转换器U101的第二引脚相连接，所述电阻R101、所述电阻R102串联，且所述电阻R101与所述电压转换器U101的第二引脚相连接，所述电阻R102接地，所述电阻R101和所述电阻R102串联的中点与所述电压转换器U101的第三引脚相连接，所述电压转换器U101的第四引脚经所述电容C105后接地，所述电压转换器U101的第一引脚经所述电容C104后连接至所述电压转换器U101的第八引脚，所述电压转换器U101的第七引脚接地，所述电容C106与所述电阻R103串联后再与所述电容C107并联，且两端分别与所述电压转换器U101的第六引脚相连接和接地，所述电压转换器U101的第五引脚与所述电压放大电路相连接。所述电压放大电路包括电阻R106、电阻R107、电阻R108；所述电阻R107的一端与所述电阻R108串联，所述电阻R107的另一端用于输出所述器件工作电源，所述电阻R108的另一端接地，所述电阻R106并联在所述电子R107两端。所述电源振荡驱动及整流单元包括将所述工作电源转换为方波信号的振荡电路、将所述方波信号变压的变压器、多路用于对变压后的所述方波信号进行整流的整流电路。所述振荡电路包括电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C23、电容C24、三极管Q21、三极管Q22；所述电阻R22的一端与所述三级管Q22的集电极相连接，所述电阻R22的另一端与所述电容C23的一端串联，所述电容C23的另一端与所述三极管Q21的基极相连接，所述电阻R21并联在所述电阻R22和所述电容C23的两端，所述电阻R23的一端与所述三极管Q21的集电极相连接，所述电阻R23的另一端与所述电容C24的一端串联，所述电容C24的另一端与所述三极管Q22的基极相连接，所述电阻R24并联在所述电阻R23和所述的电容C24的两端，所述三极管Q21的发射极与所述三极管Q22的发射极相连接并接地，所述三极管Q21的集电极、所述三极管Q22的集电极分别与所述变压器相连接。所述电源振荡驱动及整流单元包括两路所述整流电路，分别为输出±12V芯片工作电源的第一整流电路和输出±5V芯片工作电源的第二整流电路。所述第一整流电路包括二极管D4、稳压器U13、稳压器U14、电容C8、电容C9；所述二极管D4的输入端与所述变压器相连接，所述二极管D4的两个输出端分别与所述稳压器U13的V1引脚和所述稳压器U14的V1引脚相连接，所述稳压器U13的G引脚与所述稳压器U14的G引脚相连接并接地，所述电容C8连接在所述稳压器U13的V1引脚和G引脚之间，所述电容C9连接在所述稳压器U14的V1引脚和G引脚之间，所述稳压器U13的Vo引脚、所述稳压器U14的Vo引脚输出所述±12V芯片工作电源。所述第二整流电路包括二极管D3、稳压器U11、稳压器U12、电容C12、电容C13；所述二极管D3的输入端与所述变压器相连接，所述二极管D3的两个输出端分别与所述稳压器U11的V1引脚和所述稳压器U12的V1引脚相连接，所述稳压器U11的G引脚与所述稳压器U12的G引脚相连接并接地，所述电容C12连接在所述稳压器U11的V1引脚和G引脚之间，所述电容C13连接在所述稳压器U12的V1引脚和G引脚之间，所述稳压器U11的Vo引脚、所述稳压器U12的Vo引脚输出所述±5V芯片工作电源。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术解决了现场变送器或传感器等器件的供电问题，由隔离器直接为变送器或传感器等器件供电，极大的简化了现场的布线及安装方案，减小了布线和安装的工作量，降低系统成本，还具有信号传输精度高、速度快、抗干扰能力强、稳定性高的优点，能够保证系统可靠稳定运行。附图说明附图1为现有的信号隔离器的原理框图。附图2为本技术的直流信号转换隔离器的原理框图。附图3为本技术的直流信号转换隔离器的电路图。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步描述。实施例一：如附图2和附图3所示，一种直流信号转换隔离器，包括信号采集/校准单元、隔离放大单元、次级放大及输出单元和直流电源转换单元。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流信号转换隔离器，其特征在于：所述直流信号转换隔离器包括用于采集输入信号并对其进行校准后输出校准信号的信号采集/校准单元、与所述信号采集/校准单元相连接并对所述校准信号进行隔离和初级放大并输出初级放大信号的隔离放大单元、与所述隔离放大单元相连接并对所述初级放大信号进行再次放大并输出次级放大信号的次级放大及输出单元、与工作电源相连接并用于将工作电源转换为变送器/传感器使用的器件工作电源和将工作电源转换为芯片所使用的芯片工作电源的直流电源转换单元，所述直流电源转换单元分别与所述信号采集/校准单元、所述次级放大及输出单元相连接并提供所述芯片工作电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流信号转换隔离器，其特征在于：所述直流信号转换隔离器包括用于采集输入信号并对其进行校准后输出校准信号的信号采集/校准单元、与所述信号采集/校准单元相连接并对所述校准信号进行隔离和初级放大并输出初级放大信号的隔离放大单元、与所述隔离放大单元相连接并对所述初级放大信号进行再次放大并输出次级放大信号的次级放大及输出单元、与工作电源相连接并用于将工作电源转换为变送器/传感器使用的器件工作电源和将工作电源转换为芯片所使用的芯片工作电源的直流电源转换单元，所述直流电源转换单元分别与所述信号采集/校准单元、所述次级放大及输出单元相连接并提供所述芯片工作电源。


2.根据权利要求1所述的一种直流信号转换隔离器，其特征在于：所述直流电源转换单元包括对所述工作电源进行直流转换并输出直流信号的DC/DC转换单元、与所述DC/DC转换单元相连接并对所述直流信号进行电压放大而输出所述器件工作电源的电压放大电路、对所述工作电源进行转换和变压整流而输出多路所述芯片工作电源的电源振荡驱动及整流单元。


3.根据权利要求2所述的一种直流信号转换隔离器，其特征在于：所述DC/DC转换单元包括电压转换器U101、电容C101、电容C102、电容C103、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电容C104、电容C105、电容C106、电容C107；所述电容C101、所述电容C102、所述电容C103并接后一端与所述工作电源相连接、另一端接地，所述工作电源与所述电压转换器U101的第二引脚相连接，所述电阻R101、所述电阻R102串联，且所述电阻R101与所述电压转换器U101的第二引脚相连接，所述电阻R102接地，所述电阻R101和所述电阻R102串联的中点与所述电压转换器U101的第三引脚相连接，所述电压转换器U101的第四引脚经所述电容C105后接地，所述电压转换器U101的第一引脚经所述电容C104后连接至所述电压转换器U101的第八引脚，所述电压转换器U101的第七引脚接地，所述电容C106与所述电阻R103串联后再与所述电容C107并联，且两端分别与所述电压转换器U101的第六引脚相连接和接地，所述电压转换器U101的第五引脚与所述电压放大电路相连接。


4.根据权利要求2所述的一种直流信号转换隔离器，其特征在于：所述电压放大电路包括电阻R106、电阻R107、电阻R108；所述电阻R107的一端与所述电阻R108串联，所述电阻R107的另一端用于输出所述器件工作电源，所述电阻R108的另一端接地，所述电阻R106并联在所述电子R107两端。


5.根据权利要求2所述的一种直流信号转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：成大鹏，曹玉娟，
申请(专利权)人：苏州迅鹏仪器仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32