CN202870277U - 一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路 - Google Patents

Abstract

一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，该电路通过调节电路中的二极管和电阻，实现对NPN型三极管输出状态的控制，以满足系统对输出信号的要求，实现对负电压电源、正电压电源，尤其是低幅值正电压电源的遥测监控功能。本实用新型电路具有可靠性高，使用器件简单等特点，解决了例如对FPGA核电等低电压电源的无法遥测问题，以及空间高能粒子对负电源电压遥测电路影响的问题，统一了多光谱相机视频电路电源遥测电路的形式；同时利用NPN型三极管的开光特性避免了光耦元器件的使用，提高了产品的可靠性。

Description

一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路

技术领域

本实用新型涉及一种信号转换电路，特别是一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路。

背景技术

目前，多光谱遥感相机视频电路的设计中需要使用多种电源。这些电源包括运算放大器使用的负电源，也包括FPGA、ADC等器件使用的低电压内核电源。在对视频电路进行遥测监控时，需要使用一种结构简单、通用性强的电路来实现对电源状态的检测。通常的做法是利用光耦进行遥测。光耦遥测的电路主要依靠光电耦合原理，将被测电源做为输入信号，驱动光耦中的发光二极管发光，从而引发光耦的输出端响应发光二极管的光亮产生输出。光耦遥测电路由于器件自身原因在实际使用中会有一些不足。首先由于受到光耦输入端导通压降的影响，对于低于导通压降的电源无法实现遥测，而大多数FPGA的核电都低于导通压降，因此光耦遥测电路无法应用于对FPGA核电的遥测；其次利用光耦器件对空间相机负电源进行遥测时，空间高能粒子会对光耦器件产生单粒子效应、位移效应等影响，这些效应会降低元器件性能，影响产品寿命。

实用新型内容

本实用新型的技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间多光谱相机通用电源遥测电路，具有规模小，结构简单，适用范围大的特点，解决了对低电压电源无法进行遥测，负电源遥测电路可靠性低的问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，包括NPN型三极管U、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1；电阻R1的一端与电源输入端相连，电阻R1的另一端同时接至遥测信号输出端以及NPN型三极管U的集电极；NPN型三极管U的基极同时接至电阻R5的一端以及电阻R2的一端；电阻R5的另一端接至正电源信号输入端，电阻R2的另一端接地；NPN型三极管U的发射极接至电阻R3的一端，电阻R3的另一端同时接至电阻R4的一端以及负电源信号输入端，电阻R4的另一端接地；二极管D1并联在电阻R4的两端，且二极管D1的负极接地。

当正电源信号输入端输入正电压，负电源信号输入端不输入信号时，所述的电阻R4的取值为0，所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定：

U3＝Vcc-βI_BR1；

(U1-U_BE-(1+β)I_BR3)/R5＝(U_BE+(1+β)I_BR3)/R2+I_B；

其中Vcc为电源输入端的电压，U1为正电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压，β为NPN型三极管U放大系数，I_B为流经NPN型三极管U基极的电流，U_BE为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。

当负电源信号输入端输入负电压，正电源信号输入端不输入信号时，此时所述的电阻R4起到限流的作用；所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定：

U₃＝Vcc-βI_BR₁；

I_BR₂-U_BE-(1+β)I_BR₃＝U₂；

其中Vcc为电源输入端的电压，U2为负电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压，β为NPN型三极管U放大系数，I_B为流经NPN型三极管U基极的电流，U_BE为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型为一种可实现正电压电源、负电压电源的多光谱遥感相机通用电源遥测电路，利用电阻、NPN型三极管等简单器件，解决了例如对FPGA核电等低电压电源的无法遥测问题，以及空间高能粒子对负电源电压遥测电路影响的问题，统一了多光谱相机视频电路电源遥测电路的形式；同时利用NPN型三极管的开光特性避免了光耦元器件的使用，提高了产品的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型多光谱遥感相机通用电源遥测电路原理图；

图2为本实用新型的外加正电压电源时的等效遥测电路原理图；

图3为本使用新型的外加负电压电源时的等效遥测电路原理图；

具体实施方式

本实用新型的原理图如图1所示。其中包含NPN型三极管U、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1。对于正电源遥测应用，原理图如图2所示。遥测电路电源从电源输入端203输入，如果被遥测电源输出正常，被测信号从正电源信号输入端201输入，经过电阻R5进入到NPN型三极管U的基极，此时NPN型三极管U导通，遥测信号输出端202输出低电平，表示被遥测电源正常。如果被遥测电源没有输出，则遥测信号输出端202没有输入，NPN型三极管U不导通，遥测信号输出端202输出高电平。使用时需要调节电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的数值，以满足输出信号对幅值的要求。具体取值根据以下公式确定：

U₃＝Vcc-βI_BR₁

(U₁-U_BE-(1+β)I_BR₃)/R₅＝(U_BE+(1+β)I_BR₃)/R₂+I_B

其中Vcc为电源输入端的电压，U1为正电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压，β为NPN型三极管U放大系数，I_B为流经NPN型三极管U基极的电流，U_BE为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。

对于负电源的遥测应用，原理图如图3所示。遥测电路电源从电源输入端203输入，如果被遥测电源输出正常，则被测信号从负电源信号输入端204输入，NPN型三极管U导通，二极管处于反向截止状态，用于嵌位。遥测信号输出端202输出低电平，表示被遥测电源正常。如果被遥测电源没有输出，则负电源信号输入端203没有输入，NPN型三极管U不导通，遥测信号输出端202输出高电平。使用时需要调节电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的数值，以满足输出信号对幅值的要求。具体取值根据以下公式确定：

U₃＝Vcc-βI_BR₁；

I_BR₂-U_BE-(1+β)I_BR₃＝U₂；

其中Vcc为电源输入端的电压，U1为正电源信号输入端的电压，U2为负电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压，β为NPN型三极管U放大系数，I_B为流经NPN型三极管U基极的电流，U_BE为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。

Claims (3)

1.一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，其特征在于：包括NPN型三极管U、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1；电阻R1的一端与电源输入端(203)相连，电阻R1的另一端同时接至遥测信号输出端(202)以及NPN型三极管U的集电极；NPN型三极管U的基极同时接至电阻R5的一端以及电阻R2的一端；电阻R5的另一端接至正电源信号输入端(201)，电阻R2的另一端接地；NPN型三极管U的发射极接至电阻R3的一端，电阻R3的另一端同时接至电阻R4的一端以及负电源信号输入端(204)，电阻R4的另一端接地；二极管D1并联在电阻R4的两端，且二极管D1的负极接地。

2.根据权利要求1所述的一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，其特征在于：当正电源信号输入端(201)输入正电压，负电源信号输入端(204)不输入信号时，所述的电阻R4的取值为0，所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定：

U3＝Vcc-βI_BR1；

(U1-U_BE-(1+β)I_BR3)/R5＝(U_BE+(1+β)I_BR3)/R2+I_B；

其中Vcc为电源输入端(203)的电压，U1为正电源信号输入端(201)的电压，U3为遥测信号输出端(202)的电压，β为NPN型三极管U放大系数，I_B为流经NPN型三极管U基极的电流，U_BE为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。

3.根据权利要求1所述的一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，其特征在于：当负电源信号输入端(204)输入负电压，正电源信号输入端(201)不输入信号时，所述的电阻R4起到限流的作用；所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定：

U₃＝Vcc-βI_BR₁；

I_BR₂-U_BE-(1+β)I_BR₃＝U₂；

其中Vcc为电源输入端(203)的电压，U2为负电源信号输入端(204)的电压，U3为遥测信号输出端(202)的电压，β为NPN型三极管U放大系数，I_B为流经NPN型三极管U基极的电流，U_BE为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。

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