CN208337525U - 一种方波脉冲输出调谐匹配单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有全占空比直流0~30v方波脉冲输出功能的调谐匹配单元，所要解决的问题是：当需要固定占空比脉冲输出直流电压时驱动能力不足的问题，通过利用NPN与PNP三极管的特性并配合光耦可以输出直流0~30v占空比范围在0~100%的任意直流脉冲电压信号，脉冲占空比和频率可以通过调整匹配电阻和电容的值进行调整。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路控制领域，具体说是一种方波脉冲输出调谐匹配单元。
背景技术
在XGZ型自动过分相控制系统主机产品出厂前需要进行测试，有一项测试指标是灵敏度测试，需要对主机的车感线圈输入端输入0~10v的直流方波脉冲电压，而且脉宽比需要根据现场实际需要进行调整，最开始我们采用示波器进行脉宽电压输入，但是由于示波器的输出电压值有限，超过10v的时候驱动能力不足无法使车感线圈产生输入信号，无法进行测试，后来通过PLC进行编程用自带继电器接点进行输入，但是由于继电器接点是机械触点长时间进行脉冲输出使用寿命太短，所以需要研制一种能够有足够驱动能力并且可以根据需求进行占空比调整的调谐单元。
实用新型内容
本实用新型涉及一种可以输出直流0~30v全占空比方波脉冲的调谐匹配单元，可以通过设置输出范围并调节匹配电阻、电容的值来输出从0到100%之间的任意脉宽方波脉冲直流电压，直流电压输入范围在0~30v之间。
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种具有全占空比直流0~30v方波脉冲输出功能的调谐匹配单元。
本实用新型的目的是这样实现的：一种方波脉冲输出调谐匹配单元，包括定时器芯片、三极管、光电耦合器，其技术要点是：该调谐匹配单元还包括有外接电源端子、匹配电阻、匹配电容和二极管，光电耦合器的数量为两个，分别为U2和U3，定时器芯片脉冲信号的输出端通过一个限流电阻与PNP三极管Q1的基极连接，同时与NPN三极管Q2的基极连接，PNP三极管Q1的发射极与光电耦合器U2的管脚2连接，光电耦合器U2的管脚1通过限流电阻R3与信号电源5V+连接，光电耦合器U2的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚1连接，光电耦合器U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚2连接，CZ2的管脚1为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚2为外接信号电源的输出端；NPN三极管Q2的集电极管脚1与光电耦合器U3的管脚2连接，光电耦合器U3的管脚1通过限流电阻R4与信号电源5V+连接，光电耦合器U3的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚3连接，光电耦合器U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚4连接，CZ2的管脚3为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚4为外接信号电源的输出端。
本实用新型的优点及有益效果是：通过使用555定时器芯片利用它本身的方波输出特性基础上研制出这种具有全占空比直流0~30v方波脉冲输出功能的调谐匹配单元，这种调谐匹配单元结构简单、成本低、寿命长、故障率低，适用各种输入电压在0~30v之间的方波脉冲输入的应用，提高了XGZ型自动过分相控制系统主机测试的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型涉及一种方波脉冲输出调谐匹配单元，包括定时器芯片、三极管、光电耦合器，其中：该调谐匹配单元还包括有外接电源端子、匹配电阻、匹配电容和二极管，光电耦合器的数量为两个，分别为U2和U3，定时器芯片脉冲信号的输出端通过一个限流电阻与PNP三极管Q1的基极连接，同时与NPN三极管Q2的基极连接，PNP三极管Q1的发射极与光电耦合器U2的管脚2连接，光电耦合器U2的管脚1通过限流电阻R3与信号电源5V+连接，光电耦合器U2的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚1连接，光电耦合器U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚2连接，CZ2的管脚1为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚2为外接信号电源的输出端；NPN三极管Q2的集电极管脚1与光电耦合器U3的管脚2连接，光电耦合器U3的管脚1通过限流电阻R4与信号电源5V+连接，光电耦合器U3的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚3连接，光电耦合器U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚4连接，CZ2的管脚3为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚4为外接信号电源的输出端。
进一步地，匹配电阻的数量为两个，匹配电容的数量为一个。
进一步地，其中一个匹配电阻通过一个电阻和二极管与定时器芯片脉冲信号的输出端连接。
进一步地，另一个匹配电阻与光电耦合器的一个管脚相连，并与匹配电容相连并接地。
实施例一：
整个调谐匹配单元包括555定时器芯片、PNP三极管、光电耦合器、匹配电阻、匹配电容、切换继电器、发光二极管等元器件组成。555定时芯片本身的特性是输出方波信号的占空比为只能在50%~100%范围之间，我们通过使用PNP二极管对输出波形进行反转并通过光耦进行隔离，这样就可以通过光耦的输出端产生一个稳定并可以在0~30V之间输出的占空比范围在0~50%之间的方波脉冲。调谐单元可以通过设置输出范围以及调整匹配电阻、电容来值来满足不同频率0~100%之间的任意占空比的信号输出。
参见附图1，NE555定时芯片U1的管脚3是脉冲信号的输出端通过限流电阻R2与PNP三极管Q1的基极管脚2连接同时与NPN三极管Q2的基极管脚2连接。
PNP三极管Q1的发射极管脚3与光耦U2的管脚2连接，光耦U2的管脚1通过限流电阻R3与信号电源5V+连接，光耦U2的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚1连接，光耦U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚2连接，CZ2的管脚1为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚2为外接信号电源的输出端。当调谐单元供电后，NE555定时芯片U1的管脚3会输出方波脉冲，当管脚3为高电平时三极管Q1的基极为高电平状态，此时三极管Q1的发射极由于通过与光耦U2的输入端与电源5V+连接也为高电平状态，发射极与基极之间没有电流过为闭合状态，所以三极管未导通，光耦U2的输入端也没有导通为闭合状态；相反当管脚3为低电平时三极管Q1的发射极与基极之间产生电流使三极管成导通状态，由于三极管的发射极和集电极导通使光耦U2的输入端也同时导通， 此时光耦导通，通过外接信号电源输出端子接入CZ2的信号电源会根据光耦的的状态形成一个与NE555定时芯片U1的管脚3波形相反的脉冲信号电源输出，占空比范围在0~50%之间。
NPN三极管Q2的集电极管脚1与光耦U3的管脚2连接，光耦U3的管脚1通过限流电阻R4与信号电源5V+连接，光耦U3的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚3连接，光耦U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚4连接，CZ2的管脚3为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚4为外接信号电源的输出端。当调谐单元供电后，NE555定时芯片U1的管脚3会输出方波脉冲，当管脚3为高电平时三极管Q2的基极为高电平状态，此时集电极为低电平状态，三极管Q2的的基极与集电极之前有电流流过使三极管Q2导通，由于三极管Q2的集电极极和发射极导通使光耦U3的输入端也同时导通，此时光耦导通。相反当管脚3为低电平时三极管Q2的基极与发射极无电流产生处于截止状态，三极管Q2未导通，光耦也处于未导通状态，通过外接信号电源输出端子接入CZ2接入的信号电源会根据光耦的的状态形成一个与NE555定时芯片U1的管脚3波形相同的脉冲信号电源输出，占空比范围在50~100%之间。
通过调整RA1、RA2、C2值根可以得到想要的占空比和频率；比如想要得到占空比为20%，频率为100赫兹的方波频率，首先设置输出范围为0~50%，通过公式可以计算得出匹配电阻RA1=8.64千欧、RA2=2.88千欧、C2=1微法，调整好相应的匹配电阻和电容值基于输出想要得到的脉冲。
Claims (4)
1.一种方波脉冲输出调谐匹配单元，包括定时器芯片、三极管、光电耦合器，其特征在于：该调谐匹配单元还包括有外接电源端子、匹配电阻、匹配电容和二极管，光电耦合器的数量为两个，分别为U2和U3，定时器芯片脉冲信号的输出端通过一个限流电阻与PNP三极管Q1的基极连接，同时与NPN三极管Q2的基极连接，PNP三极管Q1的发射极与光电耦合器U2的管脚2连接，光电耦合器U2的管脚1通过限流电阻R3与信号电源5V+连接，光电耦合器U2的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚1连接，光电耦合器U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚2连接，CZ2的管脚1为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚2为外接信号电源的输出端；NPN三极管Q2的集电极管脚1与光电耦合器U3的管脚2连接，光电耦合器U3的管脚1通过限流电阻R4与信号电源5V+连接，光电耦合器U3的管脚16与外接电源端子CZ2的管脚3连接，光电耦合器U2的管脚15与外接电源输出端子CZ2的管脚4连接，CZ2的管脚3为外接信号电源的输入端，CZ2的管脚4为外接信号电源的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种方波脉冲输出调谐匹配单元，其特征在于：匹配电阻的数量为两个，匹配电容的数量为一个。
3.根据权利要求2所述的一种方波脉冲输出调谐匹配单元，其特征在于：其中一个匹配电阻通过一个电阻和二极管与定时器芯片脉冲信号的输出端连接。
4.根据权利要求2所述的一种方波脉冲输出调谐匹配单元，其特征在于：另一个匹配电阻与光电耦合器的一个管脚相连，并与匹配电容相连并接地。
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