CN206893546U - 射频继电器差分电压控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频继电器差分电压控制电路，包括有两个线圈负载L1和L2，两路顺次连接的匹配电阻电路、差分放大器和放大驱动电路，以及射频输出电路；射频输出电路包括有对应的辅助触点J1和射频触点S1、以及对应的辅助触点J2和射频触点S2，线圈负载L1控制辅助触点J1和射频触点S1吸合，线圈负载L2控制辅助触点J2和射频触点S2吸合；每路匹配电阻电路均与一个双绞线电缆的差分信号两个输出端连接。本实用新型用差分电压信号控制，差分放大器抗干扰能力强，最大控制传输距离可达到1200米，完全满足航空机载信号控制距离的要求；本实用新型使用差分传输方式，具有控制距离远、传输速度快，抗干扰能力强、工作稳定性高的优点。

Description

射频继电器差分电压控制电路

技术领域

本实用新型涉及射频继电器领域，具体是一种射频继电器差分电压控制电路。

背景技术

航空机载信号控制系统中，存在着控制信号线路多，控制距离远，受电气设备干扰大等问题，而射频继电器主要用于飞机机载雷达射频功率传输控制上，存在着控制传输距离远，极易受到干扰、不可靠等问题。

射频继电器组成主要由驱动线圈、射频通道组成，最基本的控制方式，线圈直接通电，通过电磁力，吸合射频通道，实现射频继电器接通或断开，随着自动控制技术的发展，现在已很少采用此方法。

目前，在射频继电器控制电路中，为了便于与微处理器集成电路接口兼容，一般都采用5V电压的TTL电路或CMOS电路控制形式，TTL电路为电流控制器件，功耗大(相对CMOS)，具有速度快，而CMOS为电压控制器件，功耗小(相对TTL),但易受干扰。在射频继电器信号控制应用中，从信号传输可靠性方面考虑，实际上多采用TTL(5V)电平控制形式。但TTL(5V)电平控制传输距离最多不超过5米，超过5米，易受干扰，可靠性差。在机载设备的远距离信号控制系统中，TTL(5V)电平控制方式，在距离上已满足不了实际的控制需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种射频继电器差分电压控制电路，解决现有TTL控制电路控制距离短(距离小于5米)，易受干扰，远距离控制信号可靠性差的问题。

本实用新型的技术方案为：

射频继电器差分电压控制电路，包括有两个线圈负载L1和L2，两路顺次连接的匹配电阻电路、差分放大器和放大驱动电路，以及射频输出电路；射频输出电路包括有对应的辅助触点J1和射频触点S1、以及对应的辅助触点J2和射频触点S2，线圈负载L1控制辅助触点J1和射频触点S1吸合，线圈负载L2控制辅助触点J2和射频触点S2吸合；每路匹配电阻电路均与一个双绞线电缆的差分信号两个输出端连接；

每路放大驱动电路的输出端与对应的线圈负载L1或L2的一端连接，线圈负载L1和L2的另一端均与电源输入端连接；

每路匹配电阻电路均包括有三个匹配电阻：第一匹配电阻、第二匹配电阻和第三匹配电阻，三个匹配电阻的等效阻值等于传输电缆的特性阻抗；第一匹配电阻的一端、第二匹配电阻的一端、一个外接的双绞线电缆其中一个差分信号输出端X2或X6均与对应的一路差分放大器的正极输入端1A或2A连接，第二匹配电阻的另一端、第三匹配电阻的一端、一个外接的双绞线电缆另一个差分信号输出端X1或X7均与对应的一路差分放大器的负极输入端1B或2B连接，第一匹配电阻的另一端连接外置电源输入端，第三匹配电阻的另一端接地，每路差分放大器的输出端与对应放大驱动电路的输入端连接。

所述的两路放大驱动电路均包括有第一电阻、第二电阻、第一NPN三极管和第二NPN三极管，第一电阻的一端与对应差分放大器的输出端连接，第一电阻的另一端、第二电阻的一端均与第一NPN三极管的基极连接，第一NPN三极管的发射极与第二NPN三极管的基极连接，第二电阻的另一端、第二NPN三极管的发射极均与接地端连接，第一NPN三极管的集电极、第二NPN三极管的集电极均与对应的线圈负载L1或L2的一端连接。

所述的射频输出电路上连接有信号反馈电路，信号反馈电路包括有两路，每路均包括有第三电阻和第四电阻，第三电阻的一端、第四电阻的一端均与对应的辅助触点J1或J2连接，第三电阻的另一端与开关信号输出端连接，第四电阻的另一端接地。

所述的线圈负载L1上并联有反极性二极管D1，线圈负载L2上并联有反极性二极管D2，反极性二极管D1的正极与线圈负载L1的一端连接，反极性二极管D1的负极与线圈负载L1的另一端连接，反极性二极管D2的正极与线圈负载L2的一端连接，反极性二极管D2的负极与线圈负载L2的另一端连接。

所述的两路差分放大器组成差分电压接收器。

本实用新型采用一对双绞线电缆进行差分信号传输，也称作平衡电压传输，其具有信号控制距离远、传输速度快，抗干扰能力强、工作稳定可靠等优点，最大传输距离可达到1200米。它使用一对双绞线电缆，见图1，差分放大器A、B之间的正电平在+2-+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2V-6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C,还有一个“使能”端，“使能”端是用于控制差分接收器的切断与链接。当“使能”端起作用时，差分接收器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态，在本电路中，“使能”端始终处于“1”，高电平状态，保持差分接收器处于工作链接状态。

由于差分信号并不参照它们自身以外的任何信号，并且可以更加严格地控制信号交叉点的时序，所以差分电路同常规的单端信号电路相比，通常可以工作在更高的速度。由于差分电路的工作取决于两个信号线(它们的信号等值而反向)上信号之间的差值，同周围的噪声相比，得到的信号就是任何一个单端信号的两倍大小。所以，在其它所有情况都一样的条件下，差分信号总是具有更高的信噪比，因而提供更高的性能。差分电路对于差分线对上的信号电平之间的差异非常灵敏。但是相对于一些其它的参考(尤其是地)来说，它们对于差分线对上的绝对电压值却不敏感。相对来说，差分电路对于类似地的反射和其它可能存在于电源和地平面上的噪声信号等这样的问题是不敏感的，而对共模信号来说，它们则会完全一致地出现在每一条信号线上。

本实用新型的优点：

(1)、本实用新型采用差分电压信号控制，最大控制传输距离可达到1200米，完全满足航空机载信号控制距离的要求；

(2)、本实用新型的差分放大器抗干扰能力强，因为干扰信号大部分都是共模信号，如存在干扰，就会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零；

(3)、本实用新型使用一对双绞线电缆进行差分信号传输，使用简单方便，信号采用差分传输方式，也称作平衡电压传输方式，具有控制距离远、传输速度快，抗干扰能力强、工作稳定性高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例，仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1，射频继电器差分电压控制电路，包括有两个线圈负载L1和L2，两路顺次连接的匹配电阻电路、差分放大器和放大驱动电路，射频输出电路,以及连接于射频输出电路上的信号反馈电路；射频输出电阻包括有对应的辅助触点J1和射频触点S1、以及对应的辅助触点J2和射频触点S2，线圈负载L1控制辅助触点J1和射频触点S1吸合，线圈负载L2控制辅助触点J2和射频触点S2吸合；每路匹配电阻电路均与一个双绞线电缆的差分信号两个输出端连接；

每路放大驱动电路的输出端与对应的线圈负载L1或L2的一端连接，线圈负载L1和L2的另一端均与24V电源输入端连接；

每路匹配电阻电路均包括有三个匹配电阻：第一匹配电阻R7或R5、第二匹配电阻R10或R9、以及第三匹配电阻R8或R6，三个匹配电阻的等效阻值等于传输电缆的特性阻抗，第一匹配电阻R7或R5的一端、第一个外接的双绞线电缆其中一个差分信号输出端X2或X6均与对应的一路差分放大器的正极输入端1A或2A连接，第二匹配电阻R10或R9的另一端、第三匹配电阻R8或R6的一端、一个外接的双绞线电缆另一个差分信号输出端X1或X7均与对应的一路差分放大器的负极输入端1B或2B连接，第一匹配电阻R7或R5的另一端连接5V外置电源输入端，第三匹配电阻R8或R6的另一端接地，每路差分放大器的输出端1Y或2Y与对应放大驱动电路的输入端连接；

两路差分放大器组成差分电压接收器，差分电压接收器选用型号为DS26LS32M的差分接收器。

每路放大驱动电路均包括有第一电阻R1或R3、第二电阻R2或R4、第一NPN三极管V1或V3和第二NPN三极管V2或V4，第一电阻R1一端与差分放大器的输出端1Y连接，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端均与第一NPN三极管V1的基极连接，第一NPN三极管V1的发射极与第二NPN三极管V2的基极连接，第二电阻R2的另一端、第二NPN三极管V2的发射极均与接地端连接，第一NPN三极管V1的集电极、第二NPN三极管V2的集电极均与线圈负载L1一端连接；第一电阻R3一端与差分放大器的输出端2Y连接，第一电阻R3的另一端、第二电阻R4的一端均与第一NPN三极管V3的基极连接，第一NPN三极管V3的发射极与第二NPN三极管V4的基极连接，第二电阻R4的另一端、第二NPN三极管V4的发射极均与接地端连接，第一NPN三极管V3的集电极、第二NPN三极管V4的集电极均与线圈负载L2一端连接；

信号反馈电路包括有两路，每路均包括有第三电阻R12或R13，以及第四电阻R14或R15，第三电阻R12的一端、第四电阻R14的一端均与辅助触点J1连接，第三电阻R13的一端、第四电阻R15的一端均与辅助触点J2连接，第三电阻R12的另一端、第三电阻R13的另一端分别与两路开关信号输出端连接，第四电阻R14和R15的另一端均接地。

其中，线圈负载L1上并联有反极性二极管D1，线圈负载L2上并联有反极性二极管D2，反极性二极管D1的正极与线圈负载L1的一端连接，反极性二极管D1的负极与线圈负载L1的另一端连接，反极性二极管D2的正极与线圈负载L2的一端连接，反极性二极管D2的负极与线圈负载L2的另一端连接。

本实用新型的工作原理：

一对双绞线电缆传输出来的差分信号分别进入对应的一路匹配电阻电路，匹配电阻电路中的三个匹配电阻的等效阻值等于传输电缆的特性阻抗，实现了信号传输电缆双绞线的特性阻抗匹配；然后匹配电阻电路处理后的两路差分信号分别进入差分电压接收器对应的差分放大器中，利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，将两个输入端电压的差以一个固定的增益放大差模信号，抑制共模信号；差分电压接收器输出的两路共模信号分别进入对应的放大驱动电路中，其中，第一电阻R1和R3为限流电阻，第二电阻R2和R4为下拉电阻，第一NPN三极管V1和第二NPN三极管V2、第一NPN三极管V3和第二NPN三极管V4分别组成达林顿电路，工作在开关状态；通过差分电压接收器的输出端1Y、2Y输出的高电平信号，控制达林顿电路接通，线圈负载L1和L2通电，实现射频触点S1和S2接通，反之断开。

信号反馈电路，在辅助触点J1接通时，高电平(5V)电压通过辅助触点J1、第三电阻R12、一路开关信号输出端X15输出给上位机，表明射频触点S1接通，便于上位机掌握射频继电器的状态；同理，在辅助触点J2接通时，高电平(5V)电压通过辅助触点J2、第三电阻R13、另一路开关信号输出端X9输出给上位机，表明射频触点S2接通。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.射频继电器差分电压控制电路，包括有两个线圈负载L1和L2，以及射频输出电路；射频输出电路包括有对应的辅助触点J1和射频触点S1、以及对应的辅助触点J2和射频触点S2，线圈负载L1控制辅助触点J1和射频触点S1吸合，线圈负载L2控制辅助触点J2和射频触点S2吸合，其特征在于：所述的射频继电器差分电压控制电路还包括有两路顺次连接的匹配电阻电路、差分放大器和放大驱动电路，每路匹配电阻电路均与一个双绞线电缆的差分信号两个输出端连接；

每路放大驱动电路的输出端与对应的线圈负载L1或L2的一端连接，线圈负载L1和L2的另一端均与电源输入端连接；

每路匹配电阻电路均包括有三个匹配电阻：第一匹配电阻、第二匹配电阻和第三匹配电阻，三个匹配电阻的等效阻值等于传输电缆的特性阻抗；第一匹配电阻的一端、第二匹配电阻的一端、一个外接的双绞线电缆其中一个差分信号输出端X2或X6均与对应的一路差分放大器的正极输入端1A或2A连接，第二匹配电阻的另一端、第三匹配电阻的一端、一个外接的双绞线电缆另一个差分信号输出端X1或X7均与对应的一路差分放大器的负极输入端1B或2B连接，第一匹配电阻的另一端连接外置电源输入端，第三匹配电阻的另一端接地，每路差分放大器的输出端与对应放大驱动电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的射频继电器差分电压控制电路，其特征在于：所述的两路放大驱动电路均包括有第一电阻、第二电阻、第一NPN三极管和第二NPN三极管，第一电阻的一端与对应差分放大器的输出端连接，第一电阻的另一端、第二电阻的一端均与第一NPN三极管的基极连接，第一NPN三极管的发射极与第二NPN三极管的基极连接，第二电阻的另一端、第二NPN三极管的发射极均与接地端连接，第一NPN三极管的集电极、第二NPN三极管的集电极均与对应的线圈负载L1或L2的一端连接。

3.根据权利要求1所述的射频继电器差分电压控制电路，其特征在于：所述的射频输出电路上连接有信号反馈电路，信号反馈电路包括有两路，每路均包括有第三电阻和第四电阻，第三电阻的一端、第四电阻的一端均与对应的辅助触点J1或J2连接，第三电阻的另一端与开关信号输出端连接，第四电阻的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的射频继电器差分电压控制电路，其特征在于：所述的线圈负载L1上并联有反极性二极管D1，线圈负载L2上并联有反极性二极管D2，反极性二极管D1的正极与线圈负载L1的一端连接，反极性二极管D1的负极与线圈负载L1的另一端连接，反极性二极管D2的正极与线圈负载L2的一端连接，反极性二极管D2的负极与线圈负载L2的另一端连接。

5.根据权利要求1所述的射频继电器差分电压控制电路，其特征在于：所述的两路差分放大器组成差分电压接收器。