PL104874B1

PL104874B1 - OPTOELECTRONIC SEPARATOR

Info

Publication number: PL104874B1
Application number: PL20037877A
Authority: PL
Inventors: Bogdan Adamczak
Original assignee: Os Bad Rozwojowy Komputerowych
Priority date: 1977-08-19
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1979-09-29
Also published as: PL200378A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest separator optoelektroniczny majacy zastosowanie w ukladach automatyki analogowej, szczególnie zas jest wykorzystywany do wspólpracy z przetwornikami pomiarowymi w regulacyjnych ukladach automatyki.The subject of the invention is an optoelectronic separator for use in automation systems analog, especially it is used to cooperate with measuring transducers in regulatory automation systems.

Stan techniki. Znany jest z polskiego patentu nr P.180846 separator napieciowy zawierajacy wzmacniacz z ujemnym sprzezeniem zwrotnym, którego nieodwracajace wejscie jest polaczone poprzez rezystor z punktem zerowym. Separator ma na wejsciu diodowy mostek, którego biegun dodatni jest polaczony poprzez inny rezystor z anoda diody transoptora, a biegun ujemny wspomnianego mostka jest polaczony z katoda tej diody.State of the art. It is known from the Polish patent No. P.180846 a voltage separator containing an amplifier with negative feedback, the non-inverting input of which is connected via a resistor to the point zero. The separator has a diode bridge at the input, the positive pole of which is connected through another a resistor from the anode of the optocoupler diode, and the negative pole of said bridge is connected to the cathode of this diode.

Katoda fotodiody transoptora jest polaczona ze zródlem zasilania, a anoda jest polaczona poprzez rezystor z punktem zerowym, a poprzez nastepny rezystor z odwracajacym wejsciem wzmacniacza.The cathode of the optocoupler photodiode is connected to the power source and the anode is connected through a resistor with the neutral point, and through the next resistor with the inverting input of the amplifier.

Znany jest równiez z innego polskiego patentu nr 97267 uklad separatora transoptorowego, w którym wyjscie transoptora jest polaczone ze wzmacniaczem. Wejscie sterujace wzmocnieniem tego wzmacniacza jest zasilane sygnalem wypracowanym w petli sprzezenia zwrotnego, zapewniajacej stabilizacje minimalnej wartosci sygnalu wyjsciowego omawianego wzmacniacza na poziomie sygnalu o stalej wartosci doprowadzonego do bloku porównujacego.Also known from another Polish patent no. 97267 is the optocoupler separator system in which the output of the optocoupler is connected to the amplifier. The gain control input of this amplifier is powered by a signal generated in a feedback loop, ensuring the stabilization of the minimum value the output signal of the discussed amplifier at the level of the constant value signal fed to the block comparing.

Petla sprzezenia zwrotnego jest utworzona przez wzmacniacz, blok pamietajacy z przylaczonym don równolegle blokiem sumujacym oraz blok porównujacy.The feedback loop is formed by an amplifier, a memory block with an attached don parallel with a summation block and a compare block.

Istota wynalazku. W separatorze wedlug wynalazku po stronie wtórnej transoptor jest polaczony z ukladem odtwarzania sygnalu pierwotnego, zbudowanym na przerzutniku Schmitta i dalej wspomniany uklad z wyjsciem symetrycznym wzgledem potencjalu zerowego jest polaczony z demodulatorem zaopatrzonym w usredniajacy filtr z obciazeniem, z kolei zas demodulator jest polaczony z wyjsciowym wzmacniaczem oraz z pomocniczym ukladem doboru wzmacniacza, natomiast transoptor i uklad odtwarzania sygnalu pierwotnego sa zasilane drugim izolowanym napieciem ze stabilizowanego zasilacza.The essence of the invention. In the separator according to the invention, the optocoupler is connected on the secondary side with a primary signal recovery circuit built on a Schmitt trigger, and the above-mentioned circuit with an output symmetrical about the zero potential is connected to a demodulator equipped into an averaging load filter, in turn the demodulator is connected to the output amplifier and with the auxiliary amplifier selection circuit, and the optocoupler and the primary signal recovery circuit are powered by a second isolated voltage from a stabilized power supply.

W odniesieniu do znanego stanu techniki, zastosowanie w separatorze wedlug wynalazku ukladu odtwarzania sygnalu pierwotnego z przerzutnikiem Schmitta ma ten korzystny skutek ze pozwala wyeliminowac2 104 874 stale czasowe narottu I opadania w sygnale wyjsciowym transoptora i tym samym skutecznie przyczynia sie do poprawy klasy dokladnosci separatora, a ponadto umozliwia uzyskanie symetrycznego wyjscia wzgledem potencjalu zerowego, przy czym to symetryczne wyjscie z kolei pozwala na zastosowanie najprostszego demodulatora na filtrze usredniajacym, bez potrzeby stosowania skomplikowanych ukladów elektronicznych.With reference to the known art, use in a separator according to the invention of the system Recovering the original signal with a Schmitt trigger has the advantageous effect of eliminating 104 874 drop and fall time constants in the optocoupler output signal and thus effectively contribute to improving the accuracy class of the separator, and moreover, it allows to obtain a symmetrical output with respect to zero potential, this symmetrical output in turn allows the simplest to be used demodulator on an intermediate filter, without the need for complicated electronic circuits.

Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, przedstawiajacym blokowy schemat ukladu separatora.Explanation of the drawing. The subject of the invention is shown in the example of the embodiment in the drawing, showing a block diagram of the separator layout.

Przyklad realizacji wynalazku. Separator wedlug wynalazku zawiera na wejsciu uklad 1 zamiany sygnalu wejsciowego na sygnal napieciowy, który to sygnal wysterowuje modulator 2 przeksztalcajacy sygnal stalopradowy na impulsy o czasie trwania proporcjonalnym do wielkosci sygnalu podanego na wejscie, przy czym wspomniany modulator 2 jest poprzez pradowy wzmacniacz 3 polaczony z elektroluminiscencyjna dioda usytuowana w transoptorze 4. Modulator 2 i pradowy wzmacniacz 3 sa zasilane jednym izolowanym napieciem U1 ze stabilizowanego zasilacza 5, natomiast drugim izolowanym napieciem U2 tego zasilacza jest zasilany wyjsciowy wzmacniacz 6 i zerujacy uklad 7.An embodiment of the invention. The separator according to the invention comprises a signal conversion circuit 1 at the input input into a voltage signal, which signal is driven by modulator 2, which transforms the signal constant current for pulses of duration proportional to the magnitude of the signal applied to the input, at which said modulator 2 is through a current amplifier 3 connected to an electroluminescent diode located in the optocoupler 4. The modulator 2 and the current amplifier 3 are powered by one isolated voltage U1 from the stabilized power supply 5, while the second isolated voltage U2 of this power supply is supplied the output amplifier 6 and the reset circuit 7.

Transoptor 4 po stronie wtórnej jest polaczony z ukladem 8 odtwarzania sygnalu pierwotnego zbudowanym na przerzutniku Schmitta. Uklad 8 z wyjsciem symetrycznym wzgledem potencjalu zerowego jest polaczony z demodulatorem 9, zaopatrzonym w usredniajacy filtr z obciazeniem. Z kolei zas demodulator 9 jest Cfclaczony z pomocniczym ukladem doboru wzmocnienia 10, natomiast transoptor 4 i uklad 8 odtwarzania $ggp&lu pierwotnego sa zasilane drugim izolowanym napieciem WZm stabilizowanego zasilacza 5.The optocoupler 4 on the secondary side is connected to the primary signal recovery circuit 8 built on the Schmitt trigger. Circuit 8 with the output symmetrical about the zero potential is connected to a demodulator 9, provided with an intermediate load filter. In turn, demodulator 9 is Cfconnected to the auxiliary gain selection circuit 10, while the optocoupler 4 and the reproduction circuit 8 $ ggp & lu of the primary are supplied with the second isolated voltage WZm of the stabilized power supply 5.

Dzialanie ukladu. Sygnal wejsciowy o parametrach standardowych dla ukladów automatyki w postaci |£adu stalego wywoluje spadek napiecia na ukladzie zamiany sygnalu wejsciowego na sygnal napieciowy (1) fwystWowuje modulator 2. Wielkosc tego napiecia znajduje odwzorowanie w czasie trwania impulsu dodatniego na wyjsciu modulatora 2. Sygnaly pradowe z tego modulatora, poprzez pradowy wzmacniacz 3, pobudzaja luminiscencyjna diode transoptora 4 i wyzwalaja w niej promieniowanie swietlne pobudzajace strone wtórna tego transoptora, pelniacego w tym ukladzie funkcje transformatora pradu stalego. W ukladzie separatora, transoptor 4 jest zasadniczym optoelektronicznym elementem, przy pomocy którego realizuje sie galwaniczna separacje obwodów sygnalów wejsciowych od obwodów sygnalów wyjsciowych, przy zachowaniu liniowej zaleznosci tych sygnalów, co stanowi funkqe separatora. Z tego wzgledu, ze sygnal nosny uzyskany z transoptora 4 jest obarczony stalymi czasowymi narostu i opadania, zastosowano w separatorze uklad 8 do odtwarzania sygnalu pierwotnego na znanym przerzutniku Schmitta, w celu uzyskania na wyjsciu sygnalu symetrycznego wzgledem potencjalu zerowego.System operation. Input signal with standard parameters for automatics systems in the form | The constant charge causes a voltage drop in the circuit of converting the input signal to a voltage signal (1) There is modulator 2. The magnitude of this voltage is reflected in the duration of the positive pulse at the output of modulator 2. Current signals from this modulator, through the current amplifier 3, stimulate the luminous optocoupler diode 4 and release in it light radiation that excites the secondary side of this optocoupler, acting in this system as a DC transformer. In the separator circuit, optocoupler 4 is the essential optoelectronic element with which the galvanic isolation is realized of the input signal circuits from the output signal circuits, while maintaining the linear dependence of these signals, which is a function of the separator. For this reason, the carrier signal obtained from the optocoupler 4 is burdened with the rise and fall time constants, a system 8 is used in the separator to reproduce the signal on the known Schmitt trigger to obtain a signal symmetric with respect to the output zero potential.

Informacja proporcjonalna do wielkosci pradu wejsciowego separatora jest zawarta w czasie trwania jednej polowy okresu T. Sygnal o zmiennym czasie wypelnienia jest podawany na demodulator 9 zaopatrzony w filtr usredniajacy i obciazenie, z którego zbierany sygnal wysterowuje wyjsciowy wzmacniacz 6.Information proportional to the magnitude of the input current of the separator is included in the duration of one half of the period T. A signal with a variable fill time is fed to the demodulator 9 provided with a filter averaging and the load from which the collected signal drives the output amplifier 6.

Claims

1. Patent claim An optoelectronic separator containing at the input a system for converting the input signal into a voltage signal, which signal is driven by a modulator transforming the DC signal into pulses of duration proportional to the signal size at the input, further connected through a current amplifier with a modulator and, in turn, the amplifier is supplied with one isolated voltage from a stabilized power supply, while the second isolated voltage is supplied to the output amplifier and the reset circuit, characterized in that on the secondary side the optocoupler (4) is connected to the primary signal reproduction circuit (8), built on the Schmitt trigger and further said circuit (8), with an output symmetrical with respect to the zero potential, is connected to a demodulator (9) equipped with an average load filter, while the demodulator (9) is connected to the output amplifier (6) and to the auxiliary gain selection circuit (10). ), while the optocoupler (4) and the primary signal recovery circuit (8) are supplied with a second isolated voltage (U2) from the stabilized power supply (5). 104 874