устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой

Формула изобретения

Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой, содержащее трансформатор, три резистора и транзистор, база которого через первый резистор подключена к началу вторичной обмотки трансформатора, а коллектор является первым проводом выхода устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два операционных усилителя, четыре диода и четыре резистора, при этом конец вторичной обмотки, являющийся вторым проводом выхода устройства, подключен к эмиттеру транзистора и аноду первого диода, катод которого подключен к базе транзистора, конец первичной обмотки подключен к общему проводу, а ее начало - к катодам второго, третьего и четвертого диодов, аноды второго и третьего диодов через второй и третий резисторы подключены к выходам первого и второго операционных усилителей соответственно, инвертирующий вход первого операционного усилителя через четвертый резистор подключен к первому проводу линии связи, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через пятый резистор подключен ко второму проводу линии связи, неинвертирующий вход первого операционного усилителя и инвертирующий вход второго операционного усилителя через шестой и седьмой резисторы соответственно подключены к общему проводу, анод четвертого диода подключен к отрицательному полюсу источника питания.

Описание изобретения к патенту

Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при организации гальванически разделенной линии связи между двумя устройствами.

Известно устройство для передачи сигналов с гальванической развязкой [1], содержащее трансформатор, два ключа, усилитель, преобразователь уровня, дешифратор. Недостатком этого устройства является его сложность.

Известно также устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой [2], содержащее трансформатор, три транзистора, три резистора, логический инвертор, два логических элемента 2И-НЕ. Недостатком этого устройства является необходимость для его работы внешнего источника прямоугольных импульсов.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является возможность передачи управляющих сигналов без использования внешнего источника прямоугольных импульсов.

Поставленная задача достигается за счет того, что в устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой, содержащее трансформатор, три резистора и транзистор, база которого через первый резистор подключена к началу вторичной обмотки трансформатора, а коллектор является первым проводом выхода устройства, дополнительно введены два операционных усилителя, четыре диода и четыре резистора, при этом конец вторичной обмотки, являющийся вторым проводом выхода устройства, подключен к эмиттеру транзистора и аноду первого диода, катод которого подключен к базе транзистора, конец первичной обмотки подключен к общему проводу, а ее начало к катодам второго, третьего и четвертого диодов, аноды второго и третьего диодов через второй и третий резисторы подключены к выходам первого и второго операционных усилителей соответственно, инвертирующий вход первого операционного усилителя через четвертый резистор подключен к первому проводу линии связи, неинвертирующий вход второго операционного усилителя через пятый резистор подключен ко второму проводу линии связи, неинвертирующий вход первого операционного усилителя и инвертирующий вход второго операционного усилителя через шестой и седьмой резисторы соответственно подключены к общему проводу, анод четвертого диода подключен к отрицательному полюсу источника питания.

Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что управляющий сигнал, поступающий по первому и второму проводам линии связи, представляет собой последовательность прямоугольных импульсов разной полярности, которые усиливаются операционными усилителями и суммируются на первичной обмотке трансформатора через последовательно соединенные резисторы и диоды, а затем передаются на вторичную обмотку трансформатора. Следовательно, для передачи управляющих сигналов не требуется внешний источник прямоугольных импульсов.

На чертеже представлена схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит трансформатор 1, первый резистор 2, второй резистор 3, третий резистор 4, четвертый резистор 5, пятый резистор 6, шестой резистор 7, седьмой резистор 8, транзистор 9, первый диод 10, второй диод 11, третий диод 12, четвертый диод 13, первый операционный усилитель (ОУ) 14, второй ОУ 15, первый провод 16 и второй провод 17 линии связи, первый провод 18 и второй провод 19 выхода.

Начало вторичной обмотки трансформатора 1 подключено через первый резистор 2 к катоду первого диода 10 и базе транзистора 9, коллектор которого является первым проводом 18 выхода. Конец вторичной обмотки трансформатора 1 является вторым проводом 19 выхода и подключен к эмиттеру транзистора 9 и аноду первого диода 10. Конец первичной обмотки трансформатора 1 подключен к общему проводу, начало подключено к катодам диодов 11, 12, 13, аноды второго диода 11 и третьего диода 12 подключены через второй 3, третий 4 резисторы к выходам первого 14 и второго 15 ОУ. Инвертирующий вход первого ОУ 14 подключен через четвертый резистор 5 к первому проводу 16 линии связи, а неинвертирующий вход второго ОУ 15 подключен через пятый резистор 6 ко второму проводу 17 линии связи. Неинвертирующий вход первого ОУ 14 и инвертирующий вход второго ОУ 15 подключены через шестой 7 и седьмой 8 резисторы к общему проводу. Анод четвертого диода 13 подключен к отрицательному полюсу источника питания.

Устройство работает следующим образом.

По линии связи поступает управляющий сигнал, причем по первому проводу 16 без инверсии, а по второму проводу 17 - инвертированный, например двуполярный код по РТМ 1495-75. Операционные усилители 14 и 15 усиливают сигнал, причем первый ОУ 14 - с инверсией, а второй ОУ 15 - без инверсии. Усиленный сигнал с выхода первого ОУ 14 через последовательно соединенные второй резистор 3 и второй диод 11 поступает на начало первичной обмотки трансформатора 1.

Аналогично усиленный сигнал с выхода второго ОУ 15 через последовательно соединенные третий резистор 4 и третий диод 12 поступает также на начало первичной обмотки трансформатора 1. Диоды 11 и 12 служат для развязки каналов в случае пропадания одного из сигналов. Четвертый диод 13 предназначен для шунтирования импульсов э.д.с. самоиндукции первичной обмотки трансформатора 1.

С начала вторичной обмотки трансформатора 1 сигнал через первый резистор 2 поступает на базу транзистора 9 и открывает его, при отсутствии сигнала транзистор 9 будет закрыт. Первый диод 10 предназначен для ограничения обратного напряжения на переходе база - эмиттер транзистора 9. Таким образом происходит передача управляющих сигналов с линии связи путем открывания и закрывания транзистора 9.

Использование предложенного преобразователя позволило создать систему передачи информации от вычислительной машины к исполнительным устройствам.

Источники информации

1. Патент РФ №2097932, H 04 L 25/49, 1997 г.

2. Полезная модель РФ №27765, H 04 L 25/49, 2002 г. (прототип).