一种光纤差分探头制造技术

本实用新型专利技术实施例提供一种光纤差分探头，其中第一信号夹和第二信号夹通过屏蔽线与衰减器连接；所述衰减器的输出端与差分光电隔离器连接，所述差分光电隔离器的输出端通过多芯电缆与所述控制器连接；所述衰减器用于通过所述第一信号夹和第二信号夹获取待测信号，调整所述待测信号并送至所述差分光电隔离器；所述差分光电隔离器用于采用基于光纤的光电隔离方式将调整后的所述待测信号转换为两路光信号进行传输，以及根据所述两路光信号还原出与所述待测信号成比例的输出电压；所述控制器用于对所述输出电压进行调零并进行输出。本实用新型专利技术采用双通道相减的光电隔离电路，相比于采用单通道的光电隔离电路，有利于抵消共模干扰，提高共模抑制比。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤差分探头
本技术涉及信息
，尤其涉及的是一种光纤差分探头。
技术介绍
差分探头是示波器的一种测量探头，用于测量两路信号的相对电压差。与普通的单端探头相比，差分探头具有高的共模抑制比。共模抑制比是指差动放大电路中对信号共模成分的抑制能力，定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Adm与对共模信号的电压放大倍数Acm之比，英文全称为CommonModeRejectionRatio，简称CMRR。差模信号的电压放大倍数Adm越大，共模信号的电压放大倍数Acm越小，则CMRR越大，此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时，共模信号的电压放大倍数Acm＝0，则共模抑制比CMRR趋于无穷大，这是最理想的情况。现有的差分探头的共模抑制比在高频时(大于1MHz)下降很大，从而导致在测试高共模干扰电压下的小信号时，共模干扰信号会混在待测信号里面，极大地影响了测量结果的准确性。
技术实现思路
本技术提供一种光纤差分探头，以解决现有的差分探头的共模抑制比在高频时下降大、信号测量准确度低的问题。本技术的是这样实现的，本技术提供一种光纤差分探头，所述光纤差分探头包括：第一信号夹、第二信号夹、衰减器、差分光电隔离器、控制器；所述第一信号夹和第二信号夹通过屏蔽线与所述衰减器的输入端连接；所述衰减器的输出端与所述差分光电隔离器的输入端连接，所述差分光电隔离器的输出端通过多芯电缆与所述控制器连接；所述第一信号夹用于连接待测信号的正极，所述第二信号夹用于连接待测信号的负极，所述衰减器用于通过所述第一信号夹和第二信号夹获取待测信号，调整所述待测信号，并将调整后的所述待测信号发送至所述差分光电隔离器；所述差分光电隔离器用于接收调整后的所述待测信号，采用基于光纤的光电隔离方式将调整后的所述待测信号转换为两路光信号进行传输，以及将所述两路光信号转换为两路电压信号，根据所述两路电压信号之差还原出与所述待测信号成比例的输出电压，并将所述输出电压通过所述多芯电缆输出至所述控制器；所述控制器用于接收所述多芯电缆传输过来的所述输出电压，对所述输出电压进行调零，并将调零后的输出电压进行输出。可选地，所述衰减器包括第一电阻、共模电感、第一电容、第二电阻、第三电阻；所述第一电阻的第一端连接所述屏蔽线，所述第一电阻的第二端与所述共模电感中第一电感的输入端连接，所述共模电感中第一电感的输出端连接所述第一电容的第一端和所述第二电阻的第一端之间的共接点，所述第一电容的第二端、第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端之间的共接点作为所述衰减器的输出端，所述第三电阻的第二端接地；所述共模电感中第二电感的输入端连接所述屏蔽线的屏蔽层，所述共模电感中第二电感的输出端接地。可选地，所述衰减器内置于一屏蔽盒内，所述屏蔽盒包括一插头，所述插头包括若干个电接点，其中一个电接点与所述衰减器的输出端连接。可选地，所述插头为MICROUSB插头，包括五个电接点；其中第一电接点通过第四电阻接地；第四电接点与所述衰减器的输出端连接；第二电接点、第三电接点、第五电接点分别接地。可选地，所述光纤差分探头还包括第三信号夹，所述第三信号夹的第一端连接所述待测信号的负极，第二端连接所述屏蔽盒的外壳。可选地，所述光纤差分探头还包括一磁珠；所述屏蔽线穿过所述磁珠。可选地，所述差分光电隔离器包括前级差分光电转换电路、第一耦合光纤、第二耦合光纤、后级差分光电接收电路；所述前级差分光电转换电路的输入端与所述衰减器连接，第一输出端与所述第一耦合光纤的发射端连接，第二输出端与所述第二耦合光纤的发射端连接；所述第一耦合光纤的接收端与所述后级差分光电接收电路的第一输入端连接，所述第二耦合光纤的接收端与所述后级差分光电接收电路的第二输入端连接；所述后级差分光电接收电路的输出端与所述多芯电缆连接；所述前级差分光电转换电路接收调整后的所述待测信号，将所述待测信号转换为第一光信号和第二光信号，所述第一光信号、第二光信号分别通过所述第一耦合光纤、第二耦合光纤传输到所述后级差分光电接收电路，所述后级差分光电接收电路将所述第一光信号转换、放大为第一电压信号，以及将所述第二光信号转换、放大为第二电压信号，然后根据所述第一电压信号和第二电压信号之差还原出与所述待测信号成比例的输出电压，并将所述输出电压通过所述多芯电缆输出至所述控制器。可选地，所述第一耦合光纤/第二耦合光纤包括：外壳；设置在所述外壳两端的发射端和接收端；设置在所述外壳内部并连接所述发射端和接收端的光纤，设置在所述光纤和所述外壳之间的灌胶层；所述发射端内嵌一发光二极管，且所述发光二极管的正极管脚、负极管脚从所述发射端的另一端延伸出所述外壳；所述接收端内嵌一光敏二极管，且所述光敏二极管的正极管脚、负极管脚从所述接收端的另一端延伸出所述外壳。可选地，所述前级差分光电转换电路包括：第五电阻、补偿电容、第一放大电路、第六电阻、第七电阻；所述第五电阻的第一端与所述衰减器之间的共接点连接所述补偿电容的第一端、所述第一放大电路的输入端，所述第五电阻的第二端、补偿电容的第二端分别接地；所述第一放大电路的输出端连接所述第一耦合光纤发射端中的发光二极管的负极与所述第二耦合光纤发射端中的发光二极管的正极之间的共接点；所述第六电阻的第一端与所述第一耦合光纤发射端中的发光二极管的正极连接，所述第六电阻的第二端连接电源正极；所述第七电阻的第一端与所述第二耦合光纤发射端中的发光二极管的负极连接，所述第七电阻的第二端连接电源负极；所述第六电阻与所述第七电阻的阻值相同。可选地，所述前级差分光电转换电路还包括：用于连接所述衰减器的插座，所述插座具有若干个电接点，其中一个电接点与所述第五电阻的第一端连接。可选地，所述插座为MICROUSB插座，包括五个电接点；其中第四电接点与所述第五电阻的第一端连接，第五电接点接地。可选地，所述后级差分光电接收电路包括：第二放大电路、第三放大电路、第四运算放大器；所述第二放大电路的输入端连接所述第一耦合光纤接收端中的光敏二极管的负极，所述第一耦合光纤接收端中的光敏二极管的正极连接浮地输出；所述第二放大电路的输出端连接所述第四运算放大器的反相输入端；所述第三放大电路的输入端连接所述第二耦合光纤接收端中的光敏二极管的负极，所述第二耦合光纤接收端中的光敏二极管的正极连接浮地输出；所述第三放大电路的输出端连接所述第四运算放大器的正相输入端；所述第四运算放大器的输出端作为所述后级差分光电接收电路的输出端，与所述多芯电缆连接。可选地，所述差分光电隔离器还包括电压传输电路；所述电压传输电路的第一端与所述后级差分光电接收电路连接，第二端与所述前级差分光电转换电路连接；所述电压传输电路用于获取所述后级差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤差分探头，其特征在于，所述光纤差分探头包括：第一信号夹、第二信号夹、衰减器、差分光电隔离器、控制器；/n所述第一信号夹和第二信号夹通过屏蔽线与所述衰减器的输入端连接；/n所述衰减器的输出端与所述差分光电隔离器的输入端连接，所述差分光电隔离器的输出端通过多芯电缆与所述控制器连接；/n所述第一信号夹用于连接待测信号的正极，所述第二信号夹用于连接待测信号的负极，所述衰减器用于通过所述第一信号夹和第二信号夹获取待测信号，调整所述待测信号，并将调整后的所述待测信号发送至所述差分光电隔离器；/n所述差分光电隔离器用于接收调整后的所述待测信号，采用基于光纤的光电隔离方式将调整后的所述待测信号转换为两路光信号进行传输，以及将所述两路光信号转换为两路电压信号，根据所述两路电压信号之差还原出与所述待测信号成比例的输出电压，并将所述输出电压通过所述多芯电缆输出至所述控制器；/n所述控制器用于接收所述多芯电缆传输过来的所述输出电压，对所述输出电压进行调零，并将调零后的输出电压进行输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤差分探头，其特征在于，所述光纤差分探头包括：第一信号夹、第二信号夹、衰减器、差分光电隔离器、控制器；
所述第一信号夹和第二信号夹通过屏蔽线与所述衰减器的输入端连接；
所述衰减器的输出端与所述差分光电隔离器的输入端连接，所述差分光电隔离器的输出端通过多芯电缆与所述控制器连接；
所述第一信号夹用于连接待测信号的正极，所述第二信号夹用于连接待测信号的负极，所述衰减器用于通过所述第一信号夹和第二信号夹获取待测信号，调整所述待测信号，并将调整后的所述待测信号发送至所述差分光电隔离器；
所述差分光电隔离器用于接收调整后的所述待测信号，采用基于光纤的光电隔离方式将调整后的所述待测信号转换为两路光信号进行传输，以及将所述两路光信号转换为两路电压信号，根据所述两路电压信号之差还原出与所述待测信号成比例的输出电压，并将所述输出电压通过所述多芯电缆输出至所述控制器；
所述控制器用于接收所述多芯电缆传输过来的所述输出电压，对所述输出电压进行调零，并将调零后的输出电压进行输出。


2.如权利要求1所述的光纤差分探头，其特征在于，所述衰减器包括第一电阻、共模电感、第一电容、第二电阻、第三电阻；
所述第一电阻的第一端连接所述屏蔽线，所述第一电阻的第二端与所述共模电感中第一电感的输入端连接，所述共模电感中第一电感的输出端连接所述第一电容的第一端和所述第二电阻的第一端之间的共接点，所述第一电容的第二端、第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端之间的共接点作为所述衰减器的输出端，所述第三电阻的第二端接地；
所述共模电感中第二电感的输入端连接所述屏蔽线的屏蔽层，所述共模电感中第二电感的输出端接地。


3.如权利要求2所述的光纤差分探头，其特征在于，所述衰减器内置于一屏蔽盒内，所述屏蔽盒包括一插头，所述插头包括若干个电接点，其中一个电接点与所述衰减器的输出端连接。


4.如权利要求3所述的光纤差分探头，其特征在于，所述插头为MICROUSB插头，包括五个电接点；
其中第一电接点通过第四电阻接地；第四电接点与所述衰减器的输出端连接；
第二电接点、第三电接点、第五电接点分别接地。


5.如权利要求3或4任一项所述的光纤差分探头，其特征在于，所述光纤差分探头还包括第三信号夹，所述第三信号夹的第一端连接所述待测信号的负极，第二端连接所述屏蔽盒的外壳。


6.如权利要求1至4任一项所述的光纤差分探头，其特征在于，所述光纤差分探头还包括一磁珠；所述屏蔽线穿过所述磁珠。


7.如权利要求1所述的光纤差分探头，其特征在于，所述差分光电隔离器包括前级差分光电转换电路、第一耦合光纤、第二耦合光纤、后级差分光电接收电路；
所述前级差分光电转换电路的输入端与所述衰减器连接，第一输出端与所述第一耦合光纤的发射端连接，第二输出端与所述第二耦合光纤的发射端连接；
所述第一耦合光纤的接收端与所述后级差分光电接收电路的第一输入端连接，所述第二耦合光纤的接收端与所述后级差分光电接收电路的第二输入端连接；所述后级差分光电接收电路的输出端与所述多芯电缆连接；
所述前级差分光电转换电路接收调整后的所述待测信号，将所述待测信号转换为第一光信号和第二光信号，所述第一光信号、第二光信号分别通过所述第一耦合光纤、第二耦合光纤传输到所述后级差分光电接收电路，所述后级差分光电接收电路将所述第一光信号转换、放大为第一电压信号，以及将所述第二光信号转换、放大为第二电压信号，然后根据所述第一电压信号和第二电压信号之差还原出与所述待测信号成比例的输出电压，并将所述输出电压通过所述多芯电缆输出至所述控制器。


8.如权利要求7所述的光纤差分探头，其特征在于，所述第一耦合光纤/第二耦合光纤包括：
外壳；
设置在所述外壳两端的发射端和接收端；
设置在所述外壳内部并连接所述发射端和接收端的光纤，设置在所述光纤和所述外壳之间的灌胶层；
所述发射端内嵌一发光二极管，且所述发光二极管的正极管脚、负极管脚从所述发射端的另一端延...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊小明，
申请(专利权)人：深圳市知用电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44