CN205844510U - 脉冲校验光电头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的脉冲校验光电头内设置有电源模块和光电转换模块；其中光电转换模块包括光敏开关元件、第一开关元件和第二开关元件；光敏开关元件向第二控制元件输出第一控制信号；第二控制元件向第三控制元件输出第二控制信号；第三控制元件向波形整理模块输出脉冲电信号；波形整理模块可将脉冲电信号通过数字滤波处理转换成方波电信号；波形整理模块通过光电插头向脉冲校验装置输出方波电信号，设置波形整理模块可将脉冲电信号通过数字滤波处理转换成方波电信号，有效去除杂波影响下脉冲波形形成的锯齿状以及毛刺，转换成标准方波信号，进而提高脉冲校验精度。

Description

脉冲校验光电头

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲校验光电头，具体涉及一种带有波形整理模块的脉冲校验光电头。

背景技术

现有的电子式电能表都有一个标准的LED脉冲指示灯，而LED脉冲指示灯对外输出光脉冲信号，则可通过光电采集装置接收光脉冲信号，进而可在不影响电子式电能表内部运作的前提下对电能表进行校验，而现有的光电采集装置多为脉冲校验光电头，脉冲校验光电头内部设置有光电转换模块，光信号转换为电信号，进而电信号被输出至外部设备进行校验。

现有的脉冲校验光电头存在的问题是，其中的光电转换模块开关级数较少，也未对输出信号做任何的处理，在外界光源或是LED指示灯信号被影响时，光电转换模块容易形成不稳定的脉冲信号，而脉冲信号在杂波信号影响下产生锯齿状杂波，因而影响脉冲的校验精度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种带有波形整理模块的脉冲校验光电头。

本实用新型提供的脉冲校验光电头，包括壳体和光电插头，壳体内设置有电源模块和光电转换模块；其中脉冲校验光电头还包括波形整理模块，光电转换模块包括光敏开关元件、第一开关元件和第二开关元件；光敏开关元件向第一开关元件输出第一控制信号；第一开关元件向第二开关元件输出第二控制信号；第二开关元件向波形整理模块输出脉冲电信号；波形整理模块可将脉冲电信号通过数字滤波处理转换成方波电信号；波形整理模块通过光电插头向脉冲校验装置输出方波电信号。

由上述方案可见，光电转换模块设置三级开关，可有效提高输出脉冲电信号的稳定性；设置波形整理模块可将脉冲电信号通过数字滤波处理转换成方波电信号，有效去除杂波影响下脉冲波形形成的锯齿状以及毛刺，转换成标准方波信号，进而提高脉冲校验精度。

进一步的方案是，波形整理模块包括单片机，单片机接收光电转换模块输出的脉冲电信号。

由上可见，单片机作为数字滤波的惯用设备，具有成本低且控制容易等优点。

进一步的方案是，光敏开关元件的第一端与电源模块连接且与第一开关元件的控制端连接；第一开关元件的第一端与电源模块连接且与第二开关元件的控制端连接；第二开关元件的第一端与电源模块连接且与波形整理模块连接。

由上可见，控制信号从电路模块输出，降低信号干扰和减少信号衰减。

进一步的方案是，电源模块包括稳压管、第一电容电路和第二电容电路；第一电容电路的第一端电连接于电源与稳压管的输入端之间；第一电容电路的第二端接地；第二电容电路的第一端电连接于稳压管的输出端与电源模块的输出端之间；第二电容电路的第二端接地。

由上可见，稳压管对电压进行控制调整，第一电容电路和第二电容电路为电源模块提供滤波作用。

进一步的方案是，稳压管为AMS1117-3.3型稳压管。

进一步的方案是，第一电容电路包括并联的一个钽电容和一个电容，第二电容电路包括并联的两个电容。

由上可见，采用钽电容可达到优秀的滤波效果，再添加其余电容作为二次滤波，使电源模块输出更稳定的输出电源。

进一步的方案是，光敏开关元件为光敏三极管。

进一步的方案是，第一开关元件为第一三极管，第二开关元件为第二三极管。

进一步的方案是，光敏开关元件的第一端串接有第一电阻，第一开关元件的第一端串接有第二电阻，第二开关元件的第一端串接有第三电阻。

由上可见，第一电阻、第二电阻和第三电阻除了对输入电信号进行调节外，同时对光电转换模块的电路产生保护作用。

附图说明

图1为本实用新型脉冲校验光电头实施例的电路图。

图2为本实用新型脉冲校验光电头实施例中脉冲电信号与方波点信号的波形对比图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，图1为脉冲校验光电头的电路图，脉冲校验光电头包括壳体与光电插头，壳体内主要设置有处理电路，处理电路包括光电转换模块10、波形处理模块20以及电源模块30。光电转换模块10用于对电能表发出的光脉冲信号进行接收以及将其转换为脉冲电信号；波形处理模块20用于将光电转换模块10输出的脉冲电信号进行滤波处理最后变成标准的方波电信号；而电源模块30用于产生3.3V稳定电压给予光电转换模块10以及波形处理模块20供电。

光电转换模块10包括光敏开关元件Q1、第一开关元件M1和第二开关元件M2，光敏开关元件Q1以及第一开关元件M1均为高电平导通的开关元件，第二开关元件M2为低电平导通的开关元件。光敏开关元件Q1为一个光敏三极管，第一开关元件M1为第一三极管，第二开关元件M2为第二三极管。光敏开关元件Q1的第一端，即集电极连接电源模块30的输出端VCC，从而接收其输出的3.3V电压，且在电源模块30和光敏开关元件Q1之间串接有第一电阻R1，光敏开关元件Q1的第二端接地。

第一开关元件M1的基极电连接于第一电阻R1与光敏开关元件Q1之间，第一开关元件M1的第一端，即集电极连接电源模块30的输出端VCC，从而接收其输出的3.3V电压，在电源模块30与第一开关元件M1之间串接有第二电阻R2，第一开关元件M1的第二端，即其发射极接地。

第二开关元件M2的基极串接第四电阻R4后电连接于第二电阻R2与第一开关元件M1之间，第二开关元件M2的第一端，即集电极连接电源模块30的输出端VCC，从而接收其输出的3.3V电源，在电源模块30与第二开关元件M2之间串接有第三电阻R3，第二开关元件M2的第二端，即其发射极接地；波形整理模块20的输入端VCC点连接于第二开关元件M2与第三电阻R3之间。

当光敏开关元件Q1的基极接收到对应频率的光信号后，光敏开关元件Q1处于导通状态，此时光敏开关元件Q1向第一开关元件M1的基极发出低电平的第一控制信号；第一开关元件M1处于截止状态，且第一开关元件M1向第二开关元件输出高电平的第二控制信号，第二开关元件M2的基极接收到高电平，第二开关元件M2处于截止状态，第二开关元件M2向波形整理模块发送电信号，由于光敏开关元件Q1接收到的是电能表上LED指示灯的闪烁光信号，因此在光电转换模块10输出的电信号则成为脉冲电信号。

波形整理模块20基于单片机，单片机的一引脚串接第五电阻R5后连接到光电转换模块10的输出端，并设置第六电容C6进行滤波处理，第六电容C6的第一端电连接与第五电阻R5与单片机之间，第六电容C6的第二端接地。

单片机的电源引脚连接到电源模块10的输出端VCC，从而获得3.3V稳定电压供电，并设置第四电容C4进行滤波处理，第四电容C4第一端电连接于电源模块30与单片机之间，第四电容C4的第二端接地；电源模块30串联第五电容C5并连接到重启引脚RST处供电，并设置第六电阻R6，第六电阻R6的第一端电连接于第五电容C5与电源模块30之间，第六电阻R6的第二端接地。经单片机处理后的电信号从输出引脚POUT输出。

电源模块30基于稳压管组成，稳压管为AMS1117-3.3型稳压管，稳压管具有输入端Vin、输出端Vout以及接地端GND，电源接入输入端Vin，经稳压管处理后形成3.3V的电压从输出端Vout输出，最后到达电源模块30的输出端VCC。电源模块30还包括第一电容电路和第二电容电路，第一电容电路的第一端电连接于电源与输入端Vin之间，第二电容电路的第一端连接与输出端Vout与电源模块30的输出端VCC之间。

第一电容电路包括并联的一个钽电容T1与第一电容C1，钽电容T1具有优良的滤波效果；第二电容电路包括并联的第二电容C2和第三电容C3，钽电容T1、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3的第二端均接地。

结合图2，图2为脉冲电信号与方波点信号的波形对比图，脉冲电信号波形图A为未经波形整理模块20处理的脉冲点信号，在杂波的影响下，波峰、波谷或信号任意处容易形成抖动、失真以致形成锯齿状。波形整理模块20具有单片机，并且采用数字滤波的方式对杂波进行隔离去除，最终形成方波电信号波形图B中的标准方波。

从波形整理模块20输出的方波电信号经过光电插头传输到脉冲校验装置，由于脉冲校验装置接收到标准方波电信号，故其校验精度大大提高。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.脉冲校验光电头，包括：

壳体和光电插头；

所述壳体内设置有电源模块和光电转换模块；

其特征在于：

所述脉冲校验光电头还包括波形整理模块；

所述光电转换模块包括光敏开关元件、第一开关元件和第二开关元件；

所述光敏开关元件向所述第一开关元件输出第一控制信号；

所述第一开关元件向所述第二开关元件输出第二控制信号；

所述第二开关元件向所述波形整理模块输出脉冲电信号；

所述波形整理模块将所述脉冲电信号通过数字滤波处理转换成方波电信号；

所述波形整理模块通过所述光电插头向脉冲校验装置输出所述方波电信号。

2.根据权利要求1所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述波形整理模块包括单片机，所述单片机接收所述光电转换模块输出的所述脉冲电信号。

3.根据权利要求1所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述光敏开关元件的第一端与所述电源模块连接且与所述第一开关元件的控制端连接；

所述第一开关元件的第一端与所述电源模块连接且与所述第二开关元件的控制端连接；

所述第二开关元件的第一端与所述电源模块连接且与所述波形整理模块连接。

4.根据权利要求1所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述电源模块包括稳压管、第一电容电路和第二电容电路；

所述第一电容电路的第一端电连接于电源与所述稳压管的输入端之间；所述第一电容电路的第二端接地；

所述第二电容电路的第一端电连接于所述稳压管的输出端与所述电源模块的输出端之间；所述第二电容电路的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述稳压管为AMS1117-3.3型稳压管。

6.根据权利要求4所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述第一电容电路包括并联的一个钽电容和一个电容，所述第二电容电路包括并联的两个电容。

7.根据权利要求1至6任一项所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述光敏开关元件为光敏三极管。

8.根据权利要求1至6任一项所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述第一开关元件为第一三极管，所述第二开关元件为第二三极管。

9.根据权利要求1至6任一项所述的脉冲校验光电头，其特征在于：

所述光敏开关元件的第一端串接有第一电阻；

所述第一开关元件的第一端串接有第二电阻；

所述第二开关元件的第一端串接有第三电阻。