DD218242A1 - Linearer optokoppler zur analogen messwertuebertragung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen linearen Optokoppler zur analogen Messwertuebertragung. Die Erfindung findet Anwendung bei der potentialgetrennten Messwertuebertragung zur Durchfuehrung oszilloskopischer Darstellungen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen linearen Optokoppler zur analogen Messwertuebertragung zu schaffen, bei dem das Uebertragungsverhaeltnis bei Beruecksichtigung der Degradation der Infrarotemitterdiode und der Drift des Optokopplers mit einfachen Mitteln stabilisiert wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine potentialgetrennte, breitbandige Uebertragung von Signalen mit Gleichanteil zu ermoeglichen. Entsprechend der erfindungsgemaessen Loesung wird durch eine Regelung mittels pulsbreiten moduliertem Digitalsignal der innere Uebertragungsfaktor konstant gehalten. Zwischen Eingang und Ausgang des Messwertuebertragers ist eine Gesamtverstaerkung von 1 wirksam.

Description

Linearer Optokoppler zur analogen Meßwertübertragung Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen linearen Optokoppler zur analogen MeßwertÜbertragung zwischen unterschiedlichen Potentialebenen, mit konstantem inneren Übertragungs- · faktor zur breitbandigen Übertragung von Signalen mit Gleichanteil. Die Erfindung findet Anwendung bei der potentialgetrennten Meßwertübertragung zur Durchführung ; oszilloskopischer.Darstellungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der DE-OS 27 35 4-79 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Signalübertragung mit optischen Fasern beschrieben. Das Verfahren besteht darin, dem llutzsignal ein Referenzsignal mit bekannter konstanter Amplitude beizumischen. Das beim Empfang abgetrennte Referenzsignal dient dazu, automatisch die Verstärkung der Empfangseinheit so zu steuern, daß die Gesaratverstärkung der Kette konstant -bleibt.

Die Eegelung des Übertragungsfaktors erfolgt bei dieser Lösung mittels eines Hilfsoszillators mit definiertem Pegel (außerhalb des interessierenden Frequenzbandes). ,· Gleichzeitig wird der Batterieladezustand auf der Primärseite durch die Frequenz des Hilfsoszillators quantifiziert. Der IT achteil der Lösung besteht in der fehlenden' Kontrolle

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''der Pegeldrift des Hilfsoszillators, da keine Hegelung im eigentlichen Sinne- existiert. Man stellt den Sollwert auf der Empfangsseite.beim Abgleich entsprechend dem. Sendersollwert des Eilfsoszillators ein. Die optoelaktronische Übertragung mittels Infrarotemitterdiode (IHBD) und Infrarotfotodiode (IRPD) ermöglicht hohe Grenzfrequenzen (typ. 10 MHz)· Der Itachteil bei der Übertragung mit.den konventionellen IRED-IRPD-Kopplern besteht darin, daß im Meßsignal enthaltene Gleichgroßen wegen störender Drift abgetrennt und mittels digitaler (serieller oder paralleler) Kodierung übertragen werden müssen. '

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen linearen Optokoppler zur analogen Meßwertübortragung zu schaffen, .

bei lern das Übertragungsverhältnis bei Berücksichtigung

ι

der Degradation der Infrarotemitterdiode und der Drift des Optokopplers mit 'einfachen Mitteln, stabilisiert wird...-

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Darlegung des Wesens der. Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels eines linearen Optokopplers zur analogen Meßwertübertragung eine potentialgetrennte, bi'eitbandige Übertragung von Signalen mit Gleichanteil zu ermöglichen. .

, Diese Aufgabe ist nach der Erfindung mit dem linearen Optokoppler zur analogen Meßwertübertragung' gelöst, welcher im wesentlichen folgenden Aufbau hat.

Der Ausgang einea bekannten Pegelverstärkers auf eine.r Potentialebene 2 ist mit dem Eingang eines Tiefpasses verbunden, der mit einem Pulsmodulator zuseimmengeschaltet ist. Der Ausgang des Pulsmodulators führt zum Sender eines weiteren Optokopplers. Vom Empfänger des Optokopplers auf einer Potentialebene 1 führt zu dem Eingang eines weiteren

Tiefpasses eins Verbindung. Vom Ausgang des Tiefpasses .: besteht eine Verbindung zu einem der Eingänge eines PI-Kegelverstärkers, dessen weiterer Eingang mit dem 'Ausgang eines weiteren Tiefpasses verbunden ist. Dieser Tiefpaß ist von seinem Eingang mit dem Ausgang* der Eingangsstufe zussnunengeschaltet. Der Ausgang des PI-Hegelverstärkers ist mit einem weiteren.Eingang des Treiberverstärkers verbunden. . " ' .

Das Ausgangssignal des Pegelverstärkers erreicht einen Tiefpaß zur Mittelwertbildung» Der Gleichanteil des Signals wird ausgekoppelt. Im Pulsmodulator erfolgt eine Wandlung in ein pulsbreitenmoduliei^tes Digitalsignal, das mittels eines Optokopplers von einer Potentialebene 2 auf eine Potentialebene 1 übertragen wird. Die Rückgewinnung des Gleichanteils durch Mittelwertbildung erfolgt mittels eines weiteren Tiefpasses. Der Istwert für den PI-Äege.lverstärker ist bereitgestellt und wird diesem zugeführt.,.. ,

Der Sollwert des PI-Hegelverstärkers wird au3 dem Ausgangssignal .der¹Eingangsstufe durch Mittelwertbildung mittels eines weiteren Tiefpasses erzeugt. Die vom PI-Kegelvei"-stärker gebildete Stellgröße wirkt auf die Verstärkung des Troiberverstärkers und beeinflußt seine innere Verstärkung so, daß zwischen Eingang und. Ausgang des Meßübertragers eine Gesamtverstärkung von 1 wirksam ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Aüsführungsbe.ispiel näher erläutert.

Die zugehörige Zeichnung zeigt die Meßanordnung des linearen

Optokopplers zur analogen Meßwertübertragung· ' '

Die Bingangsstufe 1 paßt den Treiberverstärker 2 an den Bingangswiderstand an. Der Optokoppler 3 überträgt das Signal von der Potentialebene 1 zur Potentialebene 2.

Der breitbandige Eingangsverstärker 2 mit einer unteren'

. Grenzfrequenz von TTuIl treibt dein Optokoppler 3 im linearen übertragangsbereich.

Der Pegelverstärker 4- verstärkt das Signal and paßt es. mittels Impedanzwandler 5 dein Ausgangsverstärker 6 an, Die Ausgangsspannung wird durch einen zweiten Breitbandverstärker 4 mit einer unteren Grenzfrequeiiz von Hull auf das Niveau des Eingangspegels gehoben« . · Das Ausgangssignal des Pegelverstärkere. 4 erreicht gleich- . zeitig einen Tiefpaß 7 zur Mittelwertbildung. Dor Gieichanteil des Signals wird ausgekoppelt. Im Pularaodulator 8 erfolgt eine'Wandlung .in ein pulsbreitenmoduliertes · Digitalsignal, das mittels eines, weiteren Optokopplers 9 von der Potentialebene 2 zur Potentialebene 1 übertragen wird·. ' . _: , .'. ''

Die Rückgewinnung, d.es Gleic'hanteils durch Mittelwertbildung erfolgt mittels eines weiteren Tiofpasses 10. Der Istwert für den Pl-Rege!verstärker 11 ist bereitgestellt und wird diesem zugeführt. Der Sollwert des PI-Regelverstärkers, 11 wird aus.',._dera Auagangssignal der Singangsstufe 1 durch Mittelv;ertbildung -mittels des Tiefpasses 12 ^erzeugt. Die . vorn PI-Re gelverstärker 11 gebildete Stellgröße 5 -wirkt auf die Verstärkung des Treiberverstärkers 2 und beeinflußt seine innere..Verstärkung so, daß zwischen Eingang und Ausgang des Heßübertragers eine Gesamtverstärkung von 1 wirksam ist, ,

Claims (1)

1. Erfindungsänspruch

   1. Linearer Optokoppler zur analogen Meßwertübertragung zwischen unterschiedlichen Potentialebenen., mit konstantem inneren .Übertragungsfaktor, bestehend aus Sin-, gaiigsverstärkei¹, Optokoppler und Pegel- und Ausgangsverstärker gekennzeichnet dadurch, daß der Auegang eines bekannten Pegelverstärkers (4) auf einer Potentialebene 2 mit dem Eingang eines Tiefpasses (7) verbunden ist, welcher mit einem Pulsmodulator (3) zusammengeschaltet ist, dessen Ausgang zum Sender eines weiteren Optokopplers (9) führt, und daß von dessen Empfänger auf einer Potentialebene 1 eine Verbindung zu dem Eingang eines weiteren Tiefpasses (10) führt, von dessen Ausgang z-u einem der Eingänge eines PI-Kegelverstärkers (11) eine Verbindung besteht, dessen weiterer Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Tiefpasses (12) verbunden ist, welcher von einem Eingang mit....dem Ausgang der Eingangsstufe (1) zusammengeschaltet ist und daß der Ausgang des PI-Regelverstärkers (11) mit einem weiteren Eingang des Treiberverstärkers (2) verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen