HU214799B - Circuit arrangement for galvanically independent transforming analogue current signals - Google Patents
Circuit arrangement for galvanically independent transforming analogue current signals Download PDFInfo
- Publication number
- HU214799B HU214799B HU9400419A HU9400419A HU214799B HU 214799 B HU214799 B HU 214799B HU 9400419 A HU9400419 A HU 9400419A HU 9400419 A HU9400419 A HU 9400419A HU 214799 B HU214799 B HU 214799B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- emitting diode
- light emitting
- input
- output
- diode
- Prior art date
Links
Abstract
A találmány tárgya kapcsőlási elrendezés analóg áramjelek galvanikűsanfüggetlen leképezésére, mely kapcsőlási elrendezésben őptikai csatőlássegítségével kerülnek az analóg áramjelek levála ztásra és ennekmegfelelően egymással őptikai kapcsőlatban levő bemenőőldalidiódapárt, azaz bemenőőldali fényemittáló diódát (1), valamintbemenőőldali fényérzékelő diódát (2) tartalmaz, ahől bemenő áramjel(Ibe) pőlaritáshelyesen a bemenőőldali fényemittáló diódára (1) vanvezetve. A találmány lényege, hőgy tartalmaz tővábbá egymással őptikaikapcsőlatban levő kimenőőldali diódapárt, azaz kimenőőldalifényemittáló diódát (4), kimenőőldali fényérzékelő diódát (3), tővábbáellená lásőkat (5 és 6), feszültségkülönbség-integrátőrt (7) ésterhelő ellenállást (8), és a bemenőőldali fényérzékelő dióda (2)anódja tápfeszültség negatív pőntjára (0), katódja pedig egy velesőrősan ka csőlt ellenállásőn (5) keresztül a tápfeszültség pőzitívpőntjára (+Ut) van kapcsőlva, míg a kimenőőldali fényemittáló dióda(4) anódja a kimenő áramőt (Iki) előállító feszültségkülönbség-integátőr (7) kimenetére van kapcsőlva, a kimenőőldali fényérzékelő dióda(3) anódja a tápfeszültség negatív pőntjára (0), katódja pedig egyvele sőrősan kapcsőlt ellenállásőn (6) keresztül a tápfeszültsépőzitív pőntjára (+Ut) van kapcsőlva, a feszültségkülönbség-integrátőr(7) pőzitív bemenete a kimenőőldali fényérzékelő dióda (3) és a velesőrősan kapcsőlt ellenállás (6) összekötési pőntjára (B , a negatívbemenete pedig a bemenőőldali fényérzékelő dióda (2) és a vele sőrősankapcsőlt ellenállás (5) összekötési pőntjára (A) van csatlakőztatva ésa kimenőőldali fényemittáló dióda (4) katódja a vele sőrősan kapcsőltterhelő ellenállásőn (8) keresztül a tápfeszültség negatív pőntjára(0) van csatlakőztatva. ŕSUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a switching arrangement for the galvanically independent imaging of analog current signals, which, in a clamping arrangement, are used to separate the analog current signals by means of an optical coupling, and accordingly comprise an input diode (1) and an input light sensor diode (2) from the input terminal (Ibe). ) guided to the inlet light emitting diode (1). The essence of the present invention is to provide an outlet diode pair (4), an outlet light emitting diode (4), an outlet light sensor diode (3), an overhead resistor (5 and 6), a voltage differential integrator (7) and an outlet resistor (8) and an input outlet. the anode of the light sensor diode (2) is connected to the negative voltage (0) of the supply voltage, and the cathode is connected to the supply voltage flare (+ Ut) via a coaxial resistor (5), while the anode of the outlet light emitting diode (4) is output is connected to the output of the voltage differential integrator (7), the anode of the output light sensor diode (3) is connected to the negative voltage (0) of the supply voltage, and the cathode is connected to the voltage-tightening resistor (+ Ut) via the heavily coupled resistor (6), the voltage differential integrator (7) blowing itive input is connected to the output of the output light sensor diode (3) and the coaxially connected resistor (6) (and the negative input of the input light sensor diode (2) and its pinch resistor resistor (5) is connected (A) to the outlet light emitter) the diode (4) cathode is connected to the negative voltage (0) of the supply voltage via its tightly clamping resistor (8). ŕ
Description
A találmány tárgya kapcsolási elrendezés analóg áramjelek galvanikusan független leképezésére, mely kapcsolási elrendezésben optikai csatolás segítségével kerülnek az analóg áramjelek leválasztásra és ennek megfelelően a kapcsolási elrendezés egymással optikai kapcsolatban levő bemenőoldali diódapárt, azaz bemenőoldali fényemittáló diódát, valamint bemenőoldali fényérzékelő diódát tartalmaz, ahol bemenő áramjel polaritáshelyesen a bemenőoldali fényemittáló diódára van vezetve. A méréstechnikában, a szabályozástechnikában igen gyakran szükség van villamos analóg jelek galvanikusan független leképezésére. Az ipari technológiára telepített mérőérzékelők, távadók, melyek a legkülönbözőbb fizikai, kémiai mennyiségek mérésére alkalmasak, általában villamos analóg kimenőjel segítségével közvetítik a központi jelfeldolgozó számára a mért paraméterek értékét. Egy területileg vagy a mérések számában nagykiterjedésű rendszer létrehozásakor figyelemmel kell lenni a rendszer megfelelő zavarérzéketlenségére, megbízhatóságára és robbanásbiztossági követelményeire. Mindezek szempontjából előnyös és általánosan használatos az információt hordozó áramjelek megfelelő helyen elvégzett galvaníkus leválasztása, és az egymástól függetlenített áramjelek továbbvitele.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit arrangement for galvanically independent mapping of analog current signals, wherein the circuit arrangement comprises disconnecting analog current signals by optical coupling, and accordingly the circuit arrangement comprises an optical pair led to the input light emitting diode. In measuring technology, in control technology, galvanically independent mapping of electrical analog signals is very often required. Measuring sensors and transmitters installed in industrial technology, capable of measuring a wide range of physical and chemical quantities, generally transmit the value of the measured parameters to the central processing unit by means of an electrical analogue output signal. When establishing a system that is large in area or in number of measurements, due consideration must be given to the system's appropriate immunity, reliability and explosion-proof requirements. From this point of view, it is advantageous and generally used to galvanically separate the information carrying current signals and to transmit the independent power signals.
Áram- vagy feszültségjelek galvaníkus leválasztására a gyakorlatban többféle megoldás is elteqedt. Az ismert megoldások közös jellemzője, hogy az egyenáramú vagy egyenfeszültségű bemenőjelet a galvanikusan független jelátvitel érdekében időben váltakozó feszültségűjellé alakítják. A különféle készülékek a váltakozó feszültségű jelnek vagy az amplitúdóját vagy a frekvenciáját vagy az impulzushosszúságát használják belső jelhordozóként. A galvaníkus leválasztás feladatát transzformátorral vagy optikai csatolással oldják meg.In practice, several solutions have been found for galvanic isolation of current or voltage signals. A common feature of the known solutions is that the DC or DC input signal is converted into a time-varying voltage signal for galvanically independent signal transmission. Various devices use either the amplitude or the frequency or the pulse length of the AC voltage signal as an internal carrier. The task of galvanic isolation is solved by a transformer or optical coupling.
A leválasztás után a váltakozófeszültségű jelet a kívánt egyenáramú jellé alakítják, amely a készülék kimenőjele. Az egyik ismert megoldás az 1. ábrán látható. A kapcsolási elrendezésben alkalmazásra kerül a 10 áram-frekvencia átalakító, a 11 optikai csatoló, a 12 frekvencia-áram átalakító. Működése a következő: A 10 áram-frekvencia átalakító az Ibe bemenő áramjelet impulzussorozattá alakítja, ahol a jelhordozó az impulzussorozat f frekvenciája, all optikai csatoló galvanikusan leválasztott módon viszi át az impulzussorozatot a bemenőoldalról a kimenőoldalra, ahová a 12 frekvenciaáram átalakító csatlakozik. A 12 frekvencia-áram átalakító állítja elő a kapcsolási ebendezés Ikl kimenő áramát. A bemutatott kapcsolási elrendezés, mely elvi működését illetően egyszerű, néhány hátrányos tulajdonsággal rendelkezik. Az alkalmazott 10 áram-frekvencia átalakító és a 12 frekvencia-áram átalakító csak több műveleti erősítőből, komparátorból, pontos ellenállásokból, kondenzátorokból valósítható meg. így mindkét részegység nem elhanyagolható hibával készül. E kapcsolási ebendezés nyílt hatásláncú megoldás, ezért az alkotó részegységek hibája összegződik. További hátrányos tulajdonsága a megoldásnak, hogy belső jelként impulzussorozattal dolgozik, melynek zavaró hatásai lehetnek.After disconnection, the AC signal is converted to the desired DC signal, which is the output signal of the device. One known solution is shown in Figure 1. In the circuit arrangement the current-frequency converter 10, the optical coupler 11 and the frequency-current converter 12 are used. Its operation is as follows: The current-frequency converter 10 converts the input current signal Ibe into a pulse sequence, where the signal carrier is the main frequency of the pulse sequence, the all-optical coupler transmits the pulse sequence from the input side to the output side. The 12-to-current converter circuit generates the output current ebendezés I kl. The circuit arrangement shown, which is simple in principle, has some disadvantages. The current-to-frequency converter 10 and the frequency-to-frequency converter 12 can only be realized from a plurality of operational amplifiers, comparators, precise resistors, capacitors. Thus, both components are made with a negligible error. This circuitry is an open-circuit solution, so the faults of the components are summed up. A further disadvantage of the solution is that it works with an impulse sequence as an internal signal, which can have a disturbing effect.
A találmánnyal az volt a célunk, hogy az eddig ismert megoldásoknál lényegesen egyszerűbb, kevesebb alkatrészt felhasználó, villamos analóg áramjelek galvanikus leválasztására alkalmas kapcsolási elrendezést hozzunk létre.The object of the present invention is to provide a switching arrangement suitable for galvanic isolation of electric analogue signals, which is much simpler than prior art solutions and uses fewer components.
A találmány szerinti megoldáshoz azzal az alapvető felismeréssel jutottunk, hogy két fényemittáló - fényérzékelő diódapár alkalmazásával a fenti probléma megoldható, és általa nemcsak galvanikusan leválasztott impulzustechnikai jelek, hanem analóg áramjelek átvitele is lehetővé válik. Felismertük továbbá, hogy, amennyiben a két fényemittáló - fényérzékelő diódapámál a fényemittáló dióda áram - fényérzékelő dióda záróirányú áram karakterisztikája közel azonos, a kitűzött cél még tökéletesebben elérhető.The present invention has been realized with the basic realization that by using two light emitting diode pairs, the above problem can be solved and it allows transmission of not only galvanically isolated impulse signals but also analog current signals. It has also been found that if the light emitting diode current of the two light emitting diodes is close to the same, the target of the light emitting diode is close to the target, and the target is even better achieved.
Ennek megfelelően találmányunk kapcsolási elrendezés analóg áramjelek galvanikusan független leképezésére, mely kapcsolási elrendezésben optikai csatolás segítségével kerülnek az analóg áramjelek leválasztásra, és ennek megfelelően egymással optikai kapcsolatban levő bemenőoldali diódapárt, azaz bemenőoldali fényemittáló diódát, valamint bemenőoldali fényérzékelő diódát tartalmaz, ahol bemenő áramjel polaritáshelyesen a bemenőoldali fényemittáló diódára van vezetve, tartalmaz továbbá egymással optikai kapcsolatban levő kimenőoldali diódapárt, azaz kimenőoldali fényemittáló diódát, kimenőoldali fényérzékelő diódát, továbbá ellenállásokat, feszültségkülönbség-integrátort és terhelő ellenállást, és a bemenőoldali fényérzékelő dióda anódja tápfeszültség negatív pontjára, katódja pedig egy vele sorosan kapcsolt ellenálláson keresztül a tápfeszültség pozitív pontjára van kapcsolva, míg a kimenőoldali fényemittáló dióda anódja a kimenő áramot előállító feszültségkülönbség-integrátor kimenetére van kapcsolva, a kimenőoldali fényérzékelő dióda anódja a tápfeszültség negatív pontjára, katódja pedig egy vele sorosan kapcsolt ellenálláson keresztül a tápfeszültség pozitív pontjára van kapcsolva, a feszültségkülönbségintegrátor pozitív bemenete a kimenőoldali fényérzékelő dióda és a vele sorosan kapcsolt ellenállás összekötési pontjára, a negatív bemenete pedig a bemenőoldali fényérzékelő dióda és a vele sorosan kapcsolt ellenállás összekötési pontjára van csatlakoztatva és a kimenőoldali fényemittáló dióda katódja a vele sorosan kapcsolt terhelő ellenálláson keresztül a tápfeszültség negatív pontjára van csatlakoztatva.Accordingly, the present invention provides a circuit arrangement for galvanically independent mapping of analog current signals, wherein the circuit arrangement is used to isolate analog current signals by optical coupling, and accordingly includes an optical pair of inputs, i.e., an input led to a light emitting diode, further comprising a pair of output side diodes in optical communication, i.e., an output light emitting diode, an output light sensor diode, and resistors, a voltage difference integrator and a resistive resistor, and is connected to a positive point of the supply voltage, while the anode of the output light emitting diode is connected to the output of the voltage difference integrator that produces the output current, the anode of the output light emitting diode is connected to the negative point of the supply voltage, and its cathode is connected to and a negative input is connected to the connection point of the input light sensor diode and its serially connected resistor and the output light emitting diode cathode is connected to a negative voltage supply point via its serially connected load resistor.
A találmány szerinti megoldás megvalósítható úgy is, hogy a bemenőoldali diódapárt alkotó bemenőoldali fényemittáló dióda és bemenőoldali fényérzékelő dióda különálló alkatrészek, de úgy is, hogy ezek egyetlen alkatrészt alkotnak optikai csatolóeszköz formájában.The present invention may be implemented in such a way that the input light emitting diode and the input light sensing diode forming the pair of input diodes are separate components or that they form a single component in the form of an optical coupling device.
A találmány szerinti megoldás megvalósítható úgy is, hogy a kimenőoldali diódapárt alkotó kimenőoldali fényemittáló dióda és kimenőoldali fényérzékelő dióda különálló alkatrészek, de úgy is, hogy ezek egyetlen alkatrészt alkotnak optikai csatolóeszköz formájában.The invention may also be implemented in such a way that the output light emitting diode and the output light sensing diode which form the pair of output diodes are separate components or they form a single component in the form of an optical coupling device.
Találmányunkat a továbbiakban rajzok segítségével példán keresztül mutatjuk be részletesebben.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail by way of drawings.
2. ábra: A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy kiviteli alakjaFigure 2: An embodiment of a circuit arrangement according to the invention
3. ábra: A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy másik kiviteli alakítjaFigure 3: Another embodiment of the circuit arrangement according to the invention
HU 214 799 ΒHU 214 799 Β
A 2. ábrán látható kapcsolási elrendezés egymással optikai kapcsolatban levő bemenőoldali diódapárt tartalmaz, azaz az 1 bemenőoldali fényemittáló diódát, valamint a 2 bemenőoldali fényérzékelő diódát. Az Ibe bemenő áramjel polaritáshelyesen az 1 bemenőoldali fényemittáló diódára van vezetve. A kapcsolási elrendezés tartalmaz továbbá egymással optikai kapcsolatban levő kimenőoldali diódapárt is, azaz a 4 kimenőoldali fényemittáló diódát, valamint a 3 kimenőoldali fényérzékelő diódát. A kapcsolási elrendezés további részei az 5 és 6 ellenállások, a 7 feszültségkülönbségintegrátor és a 8 terhelő ellenállás. A 2 bemenőoldali fényérzékelő dióda anódja a tápfeszültség 0 negatív pontjára, katódja pedig a vele sorosan kapcsolt 5 ellenálláson keresztül a tápfeszültség +U, pozitív pontjára van kapcsolva, míg a 4 kimenőoldali fényemittáló dióda anódja az Iki kimenő áramot előállító 7 feszültségkülönbség-integrátor kimenetére van kapcsolva. A 3 kimenőoldali fényérzékelő dióda anódja a tápfeszültség 0 negatív pontjára, katódja pedig a vele sorosan kapcsolt 6 ellenálláson keresztül a tápfeszültség +U, pozitív pontjára van kapcsolva. A 7 feszültségkülönbség-integrátor pozitív bemenete a 3 kimenőoldali fényérzékelő dióda és a vele sorosan kapcsolt 6 ellenállás összekötési B pontjára, a negatív bemenete pedig a 2 bemenőoldali fényérzékelő dióda és a vele sorosan kapcsolt 5 ellenállás összekötési A pontjára van csatlakoztatva, és a 4 kimenőoldali fényemittáló dióda katódja a vele sorosan kapcsolt 8 terhelő ellenálláson keresztül a tápfeszültség 0 negatív pontjára van csatlakoztatva.The circuit arrangement of Fig. 2 comprises a pair of input-side diodes in optical communication with each other, i.e. the input-side light emitting diode 1 and the input-side light-sensing diode 2. The input current signal I is correctly polarized to the input light emitting diode 1. The circuit arrangement further comprises an output pair of optical diodes in optical communication with each other, i.e., an output light emitting diode 4 and an output light sensing diode 3. Further elements of the circuit arrangement are the resistors 5 and 6, the voltage difference integrator 7 and the load resistor 8. The two input-side light sensor diode anode voltage 0 negative thereof, the cathode is switched through in series with associated resistor 5 U, positive point of the supply voltage +, while the four output side of light emitting diode the anode of I to produce an output stream 7 differential voltage integrator is the output on. The anode of the output light sensor diode 3 is connected to the negative point 0 of the supply voltage and its cathode is connected to the + U positive point of the supply voltage via a resistor 6 connected in series with it. The positive input of the voltage difference integrator 7 is connected to the connecting point B of the output light sensor diode 3 and its resistor 6 connected in series, and the negative input is connected to the connecting point A of the input light sensor diode 2 and its resistor 5 connected in series. The diode cathode of the diode is connected to the 0 negative point of the supply voltage via a load resistor 8 connected in series with it.
A kapcsolási elrendezés működése a következő. Az 1 bemenőoldali fényemittáló diódán átfolyó Ibe bemenő áramjel optikai kapcsolaton keresztül vezérli a 2 bemenőoldali fényérzékelő diódát, amelyik e bemenőoldali diódapár átviteli karakterisztikájának megfelelően állítja be az 5 ellenálláson átfolyó áramot, meghatározva ezzel az A pont feszültségét. Az Iki kimenő áramot a 7 feszültségkülönbség-integrátor állítja elő, mely átfolyik a sorosan kapcsolt 8 terhelő ellenálláson és a 4 kimenőoldali fényemittáló diódán. A 4 kimenőoldali fényemittáló dióda optikailag vezérli a 3 kimenőoldali fényérzékelő diódát, mely a bemenőoldallal azonos módon a 6 ellenállás közreműködésével határozza meg a B pont feszültségét. Az A és a B pontok feszültségének különbsége vezérli a 7 feszültségkülönbség-integrátort, amelyik addig változtatja az Ikj kimenő áram értékét, amíg az A és a B pont feszültségének értéke egyenlő nem lesz, ami azt jelenti, hogy az Ibe bemenő áramjel értéke azonos az Iki kimenő áram értékével. A galvanikus leválasztás az optikai csatolás révén valósul meg.The operation of the circuit arrangement is as follows. Flowing through the one input side light emitting diode is controlled by the two input-side I photo diode via an optical link to the input current signal, which sets the current flowing through the resistor 5 in accordance with this input side diódapár transmission characteristic, thereby creating the point voltage. The output current I is generated by the voltage difference integrator 7, which flows through the series-connected load resistor 8 and the output light emitting diode 4. The output light emitting diode (4) optically controls the output light emitting diode (3), which determines the voltage of the point B in the same way as the input side, using the resistor 6. The difference between the A and B points voltage controls the seven differential voltage integrator which changes the long value of I kj output current until the A and B point voltage value at equals, which means that the I to an input current signal is identical with the value of the output current I off . Galvanic isolation is achieved by optical coupling.
A 3. ábra szerinti elrendezésben mind a bemenőoldali diódapárt, azaz az 1 bemenőoldali fényemittáló diódát és a 2 bemenőoldali fényérzékelő diódát, mind pedig a kimenőoldali diódapárt, azaz a 4 kimenőoldali fényemittáló diódát és a 3 kimenőoldali fényérzékelő diódát egy-egy optikai csatolóeszköz alkotja.In the arrangement of Figure 3, both the input-side diode pair, i.e., the input-side light emitting diode 1 and the input-side light-sensing diode 2, and the output-side diode pair, i.e., the output-side light-emitting diode 4 and the output-side light-sensing diode.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU9400419A HU214799B (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Circuit arrangement for galvanically independent transforming analogue current signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU9400419A HU214799B (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Circuit arrangement for galvanically independent transforming analogue current signals |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9400419D0 HU9400419D0 (en) | 1994-05-30 |
| HUT70374A HUT70374A (en) | 1995-10-30 |
| HU214799B true HU214799B (en) | 1998-05-28 |
Family
ID=10984820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9400419A HU214799B (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Circuit arrangement for galvanically independent transforming analogue current signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU214799B (en) |
-
1994
- 1994-02-15 HU HU9400419A patent/HU214799B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT70374A (en) | 1995-10-30 |
| HU9400419D0 (en) | 1994-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4896120A (en) | Instrumentation amplifier arrangement | |
| EP0139210A2 (en) | Converting circuit | |
| US5724363A (en) | Optical analog signal transmission system | |
| HU214799B (en) | Circuit arrangement for galvanically independent transforming analogue current signals | |
| JPS6211396B2 (en) | ||
| US4143550A (en) | Resistance-to-current converter | |
| US6265724B1 (en) | Galvanic isolation coupling of current loop | |
| SU873137A1 (en) | Device for measuring current in high-voltage circuits | |
| SU1422186A1 (en) | Pulse duration digital meter | |
| SU1749887A1 (en) | Controlled resistor | |
| JPH05291876A (en) | Signal isolation device | |
| JPH0626813Y2 (en) | Vortex flowmeter circuit | |
| CS231543B1 (en) | Linear analougous opotelectronic converter | |
| SU1350819A1 (en) | Resolution amplifier | |
| SU980102A1 (en) | Modulus discriminating device | |
| SU960545A1 (en) | Photometer | |
| RU11887U1 (en) | BASIC PHOTOMETER | |
| SU1192117A1 (en) | Pulser | |
| CS231283B1 (en) | Linearized optical-electronic transducer with zero point indicator | |
| SU1467779A1 (en) | Discrete information transmitting system | |
| SU1102020A1 (en) | Optronic amplifier | |
| RU4014U1 (en) | DEVICE FOR CURRENT / VOLTAGE MEASUREMENT | |
| JPH0224390B2 (en) | ||
| SU991318A1 (en) | Device for checking voltage | |
| SU1677678A1 (en) | Apparatus for metering current of 0-type instrument electrodynamic system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HPC4 | Succession in title of patentee |
Owner name: MMG AM NOVA KFT., HU |
|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |