RU2231900C2 - Device for electrical isolation of signals - Google Patents

Device for electrical isolation of signals Download PDF

Info

Publication number
RU2231900C2
RU2231900C2 RU2002122621/09A RU2002122621A RU2231900C2 RU 2231900 C2 RU2231900 C2 RU 2231900C2 RU 2002122621/09 A RU2002122621/09 A RU 2002122621/09A RU 2002122621 A RU2002122621 A RU 2002122621A RU 2231900 C2 RU2231900 C2 RU 2231900C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
winding
terminal
diode
blocking generator
Prior art date
Application number
RU2002122621/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002122621A (en
Inventor
А.И. Гутников (RU)
А.И. Гутников
В.Г. Можайченко (RU)
В.Г. Можайченко
Original Assignee
Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики filed Critical Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики
Priority to RU2002122621/09A priority Critical patent/RU2231900C2/en
Publication of RU2002122621A publication Critical patent/RU2002122621A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231900C2 publication Critical patent/RU2231900C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: device has free-running blocking-oscillator 1 with loading winding 2 and compensating winding 3, two resistive dividers 4 and 5, five capacitors 6 through 10, terminals 11.1, 11.2, 16.1, 16.2 for connecting signal source and signal receiver, respectively, first terminal 11.2 meant for signal source being connected to series-interconnected resistor 12 and first capacitor 6, as well as three diodes 13, 14, 15. Anode of first diode 13 is connected to starting lead of loading winding 2 and cathode, to first leads of second capacitor 7 and first resistive divider 4 whose second lead is connected to that of second capacitor 7 and to finishing leads of loading winding 2. Starting lead of compensating winding 3 is connected to anode of second diode 14 whose cathode is connected to first leads of third capacitor 8 and second resistive divider 5; second lead of the latter is connected to anode of third diode 15, cathode of the latter is connected to second lead of third capacitor 8 and to finishing leads of compensating winding 3. Midpoint of first resistive divider 4 is connected to first terminal 16.1 of signal receiver and through fourth capacitor 9, to midpoint of second resistive divider 5 and to finishing lead of loading winding 2. Terminals 16.1 and 16.2 meant for signal receiver are interconnected through fifth capacitor 10. Resistor 12 and first capacitor 6 are connected to plus power lead of blocking-oscillator 1; minus power lead is connected to second lead of first capacitor 6 and to terminal 11.2 meant for power supply. Second terminal 16.2 meant for signal receiver is connected to cathode of third diode.
EFFECT: simplified design, reduced power requirement of device.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для гальванического разделения входных и выходных сигналов.The invention relates to measuring technique and is intended for galvanic separation of input and output signals.

Известно устройство для развязки потенциалов (см. Передовой производственно-технический опыт. Межотраслевой реферативный сборник. ВИМИ, серия Т9, вып.3, 1986 г., стр.50-52, ППТО T9.03. W 53371 (С.464-83), содержащее источник входного сигнала, подключенный к входному каскаду с дифференциальным выходом, подключенным к баланскому модулятору, управляющие входы которого подключены к инверсным выходам задающего генератора. Трансформаторный выход задающего генератора подключен к управляющему входу синхронного демодулятора, трансформаторный вход которого подключен к трансформаторному выходу балансового модулятора. Выход синхронного демодулятора подключен к входу активного RC-фильтра, цепи питания задающего генератора подключены к первому источнику питания. Цепи питания входного каскада балансного модулятора, синхронного детектора и активного RС-фильтра подключены к первому и второму источникам питания.A device for decoupling potentials is known (see. Advanced production and technical experience. Intersectoral abstract collection. VIMI, T9 series, issue 3, 1986, pp. 50-52, PPTO T9.03. W 53371 (S.464-83 ) containing an input signal source connected to an input stage with a differential output connected to a balancer modulator, the control inputs of which are connected to the inverse outputs of the master oscillator.The transformer output of the master oscillator is connected to the control input of the synchronous demodulator, whose transformer input is It is connected to the transformer output of the balance modulator.The output of the synchronous demodulator is connected to the input of the active RC filter, the power supply circuit of the master oscillator is connected to the first power source.The power supply circuits of the input stage of the balanced modulator, the synchronous detector and the active RC filter are connected to the first and second power sources.

Недостатками данного устройства являются сложность и большое энергопотребление вследствие двух, дополнительных к источнику входного сигнала, источников питания, двух импульсных трансформаторов, большого количества цифровых и аналоговых микросхем и других радиоэлеметов.The disadvantages of this device are the complexity and high power consumption due to two additional to the input signal source, power sources, two pulse transformers, a large number of digital and analog microcircuits, and other radio elements.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и предлагаемому изобретению является устройство гальванического разделения сигналов (см. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. М.В. Гальперин, М., Энергоатомиздат, 1987 г., стр.272, рис.7.4), содержащее автоколебательный задающий блокинг-генератор с двумя нагрузочными обмотками, цепи питания которого подключены к плюсовому и минусовому выводам источника питания, первая нагрузочная обмотка которого подключена к базоэмиттерным цепям транзисторного модулятора, вторая нагрузочная обмотка которого подключена к базоэмиттерным цепям транзисторного демодулятора, подключенного к клеммам для подключения приемника сигнала. Транзисторный модулятор содержит два транзистора, четырехобмоточный импульсный трансформатор. Первый и второй резисторы модулятора подключены к клеммам подключения источника сигнала. Другие выводы этих резисторов подключены к обмоткам модулятора и последовательно соединенным первому и второму конденсаторам, третий, четвертый, пятый, шестой конденсаторы и третий, четвертый, пятый резисторы транзисторного демодулятора. Управляющий вход и сигнальный выход модулятора подключены к первому и второму резистивным делителям, соответственно.The closest set of essential features and the proposed invention is a device for galvanic separation of signals (see Practical circuitry in industrial automation. MV Halperin, M., Energoatomizdat, 1987, p. 272, Fig. 7.4), containing a self-oscillating master a blocking generator with two load windings, the power circuit of which is connected to the positive and negative terminals of the power source, the first load winding of which is connected to the base-emitter circuits of the transistor modulator, the second the narrow winding of which is connected to the base-emitter circuits of the transistor demodulator connected to the terminals for connecting the signal receiver. The transistor modulator contains two transistors, a four-winding pulse transformer. The first and second modulator resistors are connected to the signal source connection terminals. Other outputs of these resistors are connected to the modulator windings and the first and second capacitors connected in series, the third, fourth, fifth, sixth capacitors and the third, fourth, fifth resistors of the transistor demodulator. The control input and signal output of the modulator are connected to the first and second resistive dividers, respectively.

Недостатком устройства является сложность и большое энергопотребление из-за наличия (дополнительного к источнику входного сигнала) источника питания, двух импульсных трансформаторов, большого количества активных и пассивных электрорадиоэлементов.The disadvantage of this device is the complexity and high power consumption due to the presence (additional to the input signal source) of a power source, two pulse transformers, a large number of active and passive electro-radio elements.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение устройства и уменьшение энергопотребления устройства.The task to which the invention is directed is to simplify the device and reduce the power consumption of the device.

Технический результат, заключающийся в упрощении и уменьшении энергопотребления достигается тем, что в устройство для гальванического разделения сигналов, содержащее автоколебательный блокинг-генератор с нагрузочной обмоткой, два резистивных делителя, пять конденсаторов, клеммы для подключения источника сигнала и приемника сигнала соответственно, первая клемма для подключения источника сигнала подключена к последовательно соединенным резистору и первому конденсатору, введены три диода, а автоколебательный блокинг-генератор снабжен компенсирующей обмоткой, анод первого диода подключен к началу нагрузочной обмотки блокинг-генератора, катод - к первым выводам второго конденсатора и первого резистивного делителя, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора и концом нагрузочной обмотки блокинг-генератора, начало компенсирующей обмотки которого подключено к аноду второго диода, катод которого подключен к первым выводам третьего конденсатора и второго резистивного делителя, второй вывод которого соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с вторым выводом третьего конденсатора и концом компенсирующей обмотки блокинг-генератора, средняя точка первого резистивного делителя подключена к первой клемме для подключения приемника сигнала и через четвертый конденсатор к средней точке второго резистивного делителя и концу нагрузочной обмотки блокинг-генератора, клеммы для подключения приемника сигнала через пятый конденсатор соединены между собой, точка соединения резистора и первого конденсатора подключена к плюсовому выводу питания блокинг-генератора, минусовой вывод питания которого подключен к второму выводу первого конденсатора и второй клемме для подключения источника сигнала, вторая клемма для подключения приемника сигнала подключена к катоду третьего диода. Кроме того, автоколебательный блокинг-генератор содержит р-n-р транзистор, импульсный трансформатор с базовой и коллекторной обмотками, диод, конденсатор и два резистора, причем плюсовой вывод питания блокинг-генератора подключен к эмиттеру р-n-р транзистора и через конденсатор к началу базовой обмотки импульсного трансформатора и одному из выводов первого резистора, другой вывод которого подключен к минусовому выводу питания блокинг-генератора и концу коллекторной обмотки импульсного трансформатора, конец базовой обмотки которого подключен через второй резистор к базе р-n-р транзистора, коллектор которого подключен к началу коллекторной обмотки импульсного трансформатора и катоду диода, анод которого соединен с концом коллекторной обмотки импульсного трансформатора и минусовым выводом питания автоколебательного блокинг-генератора.The technical result, which consists in simplifying and reducing energy consumption, is achieved by the fact that the device for galvanic separation of signals contains a self-oscillating blocking generator with a load winding, two resistive dividers, five capacitors, terminals for connecting the signal source and signal receiver, respectively, the first terminal for connecting the signal source is connected to a resistor and a first capacitor connected in series, three diodes are introduced, and a self-oscillating blocking generator is supplied a compensating winding, the anode of the first diode is connected to the beginning of the load winding of the blocking generator, the cathode is connected to the first terminals of the second capacitor and the first resistive divider, the second terminal of which is connected to the second terminal of the second capacitor and the end of the load winding of the blocking generator, the beginning of the compensating winding of which is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the first terminals of the third capacitor and the second resistive divider, the second terminal of which is connected to the anode of the third diode, the cathode is cat It is connected to the second terminal of the third capacitor and the end of the compensation winding of the blocking generator, the midpoint of the first resistive divider is connected to the first terminal for connecting the signal receiver and through the fourth capacitor to the midpoint of the second resistive divider and the end of the load winding of the blocking generator, terminal for connecting the receiver the signal through the fifth capacitor are interconnected, the connection point of the resistor and the first capacitor is connected to the positive power output of the blocking generator, min oic supply terminal of which is connected to the second terminal of the first capacitor and a second terminal for connecting a signal source, a second terminal for connecting the receiver signal is connected to the cathode of the third diode. In addition, the self-oscillating blocking generator contains a pnp transistor, a pulse transformer with a base and collector windings, a diode, a capacitor and two resistors, and the positive output terminal of the blocking generator is connected to the emitter of the pnp transistor and through the capacitor to the beginning of the base winding of the pulse transformer and one of the terminals of the first resistor, the other terminal of which is connected to the negative terminal of the power supply of the blocking generator and the end of the collector winding of the pulse transformer, the end of the base winding of which key via a second resistor to the base of p-n-p transistor, the collector of which is connected to the top of the collector winding of the pulse transformer and the cathode of the diode, the anode of which is connected with the end of the winding of the pulse transformer and the collector terminal of the power supply self-oscillation of the blocking oscillator.

Указанная совокупность признаков позволяет упростить устройства для гальванического разделения сигналов и уменьшить энергопотребление за счет сокращения значительного числа электрорадиоэлементов и исключения источника питания.The specified set of features allows us to simplify the device for galvanic separation of signals and reduce power consumption by reducing a significant number of electro-radio elements and eliminating the power source.

Резистор в цепи базы р-n-р транзистора автоколебательного блокинг-генератора обеспечивает увеличение перепада напряжений на нагрузочной и компенсирующей обмотках.The resistor in the base circuit of the rnp transistor of the self-oscillating blocking generator provides an increase in the voltage drop across the load and compensating windings.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для гальванического разделения сигналов.Figure 1 shows the structural diagram of a device for galvanic separation of signals.

На фиг.2 приведена временная диаграмма его работы.Figure 2 shows the timing diagram of its operation.

Устройство для гальванического разделения сигналов (см. фиг.1) содержит автоколебательный блокинг-генератор 1 с нагрузочной 2 и компенсирующей 3 обмотками, первый 4 и второй 5 делители резистивные, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10 конденсаторы. Клеммы 11.1, 11.2 для подключения источника сигнала медленно-изменяющегося положительного напряжения, первая клемма 11.1 для подключения источника сигнала, подключена к последовательно соединенным резистору 12 и первому конденсатору 6, точка соединения которых подключена к плюсовому выводу питания блокинг-генератора 1, минусовой вывод питания которого подключен к второму выводу конденсатора 6 и второй клемме 11.2 для подключения источника сигнала. Анод первого диода 13 подключен к началу нагрузочной обмотки 2, катод - к первым выводам конденсатора 7 и резистивного делителя 4, второй вывод которого соединен с вторым выводом конденсатора 7 и концом нагрузочной обмотки 2. Начало компенсирующей обмотки 3 блокинг-генератора подключено к аноду второго диода 14, катод которого подключен к первым выводам конденсатора 8 и резистивного делителя 5, второй вывод которого соединен с анодом третьего диода 15, катод которого соединен с вторым выводом конденсатора 8 и концом компенсирующей обмотки 3. Средняя точка резистивного делителя 4 подключена к первой клемме 16.1 для подключения приемника сигнала и через конденсатор 9 к средней точке резистивного делителя 5 и концу нагрузочной обмотки 2. Клеммы 16.1, 16.2 для подключения приемника сигнала через конденсатор 10 соединены между собой. Вторая клемма 16.2 для подключения приемника сигнала подключена к катоду диода 15.A device for galvanic separation of signals (see figure 1) contains a self-oscillating blocking generator 1 with load 2 and compensating 3 windings, the first 4 and second 5 resistive dividers, the first 6, second 7, third 8, fourth 9, fifth 10 capacitors. Terminals 11.1, 11.2 for connecting a slowly varying positive voltage signal source, the first terminal 11.1 for connecting a signal source is connected to a resistor 12 and a first capacitor 6 connected in series, the connection point of which is connected to the positive power terminal of the blocking generator 1, whose negative power terminal connected to the second terminal of the capacitor 6 and the second terminal 11.2 for connecting the signal source. The anode of the first diode 13 is connected to the beginning of the load winding 2, the cathode is connected to the first terminals of the capacitor 7 and the resistive divider 4, the second terminal of which is connected to the second output of the capacitor 7 and the end of the load winding 2. The start of the compensating winding 3 of the blocking generator is connected to the anode of the second diode 14, the cathode of which is connected to the first terminals of the capacitor 8 and the resistive divider 5, the second terminal of which is connected to the anode of the third diode 15, the cathode of which is connected to the second terminal of the capacitor 8 and the end of the compensation winding 3. Medium Thread point of the resistive divider 4 is connected to the receiver for connecting the first signal terminal 16.1 and via a capacitor 9 to the middle point of the resistive divider 5 and the end of the loading coil 2. The terminals 16.1, 16.2 for connecting the receiver signal through the capacitor 10 are interconnected. The second terminal 16.2 for connecting the signal receiver is connected to the cathode of the diode 15.

Автоколебательный блокинг-генератор 1 содержит p-n-p транзистор 18, импульсный трансформатор 18, диод 19, конденсатор 20, первый 21 и второй 22 резисторы. Плюсовой вывод питания блокинг-генератора 1 подключен к эмиттеру р-n-р транзистора 17 и через конденсатор 20 к началу базовой обмотки 23 и одному из выводов резистора 21, другой вывод которого подключен к минусовому выводу питания блокинг-генератора 1 и концу коллекторной обмотки 24. Конец базовой обмотки 23 подключен через резистор 22 к базе р-n-р транзистора 17, коллектор которого подключен к началу коллекторной обмотки 24 и катоду диода 19, анод которого соединен с концом коллекторной обмотки и минусовым выводом питания автоколебательного блокинг-генератора 1.Self-oscillating blocking generator 1 contains a pnp transistor 18, a pulse transformer 18, a diode 19, a capacitor 20, the first 21 and second 22 resistors. The positive power terminal of the blocking generator 1 is connected to the emitter of the pnp transistor 17 and through the capacitor 20 to the beginning of the base winding 23 and one of the terminals of the resistor 21, the other terminal of which is connected to the negative power terminal of the blocking generator 1 and the end of the collector winding 24 The end of the base winding 23 is connected through a resistor 22 to the base of the pnp transistor 17, the collector of which is connected to the beginning of the collector winding 24 and the cathode of the diode 19, the anode of which is connected to the end of the collector winding and the negative output terminal of the self-oscillating blocking 1 for generators.

Резистивный делитель 5 выполнен на двух последовательно соединенных резисторах 24, 25.Resistive divider 5 is made on two series-connected resistors 24, 25.

Устройство для гальванического разделения сигналов работает следующим образом.A device for galvanic separation of signals operates as follows.

Коэффициенты трансформации, импульсного трансформатора 18 автоколебательного блокинг-генератора равны 2:1:2:1 для коллекторной 24, базовой 23, нагрузочной 2 и компенсирующей 3 обмоток, соответственно.The transformation ratios of the pulse transformer 18 of the self-oscillating blocking generator are 2: 1: 2: 1 for collector 24, base 23, load 2 and compensating 3 windings, respectively.

В ходе расчетно-экспериментальных работ установлено, что при подаче различных по уровню входных напряжений U11 на клеммы 11.1, 11.2 для подключения источника сигнала (cм. U11, фиг.2) блокинг-генератор 1 выдает с коллекторной обмотки 24 импульсы напряжения U1 (см. U1, фиг.2). При этом величины напряжений U1 на коллекторной обмотке 24 и напряжения U11 на клеммах 11.1, 11.2 равны по амплитуде. Импульсы напряжения U2 на нагрузочной обмотке 2 (см. U2, фиг.2) меньше входного напряжения U11 на величину Δ U2 потерь. Импульсы U3 напряжения на компенсирующей обмотке 3 (см. U3, фиг.2) вдвое меньше импульсов U2, что определено коэффициентом трансформации. Напряжение U7 (см. U7, фиг.2) на конденсаторе 7 пикового детектора, образованного диодом 13 и конденсатором 7, меньше входного напряжения U11 на величину U13 падения напряжения на диоде 13 и величину, пропорциональную току J1 в резистивном делителе 4 и обмотках блокинг-генератора, а также сопротивлению потерь в нем, Rnoт.During the calculation and experimental work, it was found that when applying different input voltages U 11 to terminals 11.1, 11.2 for connecting a signal source (see U 11 , figure 2), the blocking generator 1 generates voltage pulses U 1 from the collector winding 24 (see U 1 , figure 2). In this case, the magnitudes of the voltages U 1 at the collector winding 24 and the voltages U 11 at the terminals 11.1, 11.2 are equal in amplitude. The voltage pulses U 2 on the load winding 2 (see U 2 , figure 2) is less than the input voltage U 11 by the value Δ U 2 losses. The voltage pulses U 3 on the compensating winding 3 (see U 3 , figure 2) are half the number of pulses U 2 , which is determined by the transformation coefficient. The voltage U 7 (see U 7 , FIG. 2) on the capacitor 7 of the peak detector formed by the diode 13 and the capacitor 7 is less than the input voltage U 11 by the value U 13 of the voltage drop across the diode 13 and a value proportional to the current J 1 in the resistive divider 4 and the windings of the blocking generator, as well as the resistance to losses in it, R no .

U7=U11-U13-J1× Rnoт U 7 = U 11 -U 13 -J 1 × R no

Здесь величина напряжения U13 зависит от величины входного напряжения U11 через ток в обмотке 2 и зависит от температуры окружающей среды. Температурный коэффициент напряжения U7 примерно равен температурному коэффициенту диода 13. Это 2-3 МВ/° С. Сопротивление потерь Rnoт отражает приведенное сопротивление источника сигнала на клеммах 11,1, 11,2, небольшое сопротивление резистора 12, сопротивление открытого транзистора 17, сопротивление обмоток и потерь в сердечнике импульсного трансформатора 18.Here, the magnitude of the voltage U 13 depends on the magnitude of the input voltage U 11 through the current in the winding 2 and depends on the ambient temperature. The temperature coefficient of voltage U 7 is approximately equal to the temperature coefficient of diode 13. This is 2-3 MV / ° C. The loss resistance R no reflects the reduced resistance of the signal source at terminals 11.1, 11.2, the small resistance of the resistor 12, the resistance of the open transistor 17, the resistance of the windings and losses in the core of the pulse transformer 18.

Компенсирующая обмотка 3 вырабатывает импульсы напряжения

Figure 00000002
которые детектируются пиковым детектором, образованным диодом 14 и конденсатором 8.Compensating winding 3 generates voltage pulses
Figure 00000002
which are detected by a peak detector formed by a diode 14 and a capacitor 8.

Его напряжение обеспечивает на резистивном делителе 5 и диоде 15 ток J2, величина которого, как и величина тока J1, пропорциональна величине входного напряжения U11. Подбором величины сопротивлений R24, R25, образованных резисторами 24, 25 делителя 5 и типа диода 15 (по величине температурного коэффициента напряжения) обеспечивается такой ток J2, чтобы сумма напряжения U15 на диоде 15 и напряжения U25 на резисторе 25 (U15+U25, фиг.2) скомпенсировала сумму напряжений U13+J1× Rnoт. Во всех условиях эксплуатации U13=U15, J1× Rnoт=J2× R25=U25. При этом предельное суммарное, выходное напряжение U16 на клеммах 16.1, 16.2 для подключения приемника сигнала определяется формулойIts voltage provides a current J 2 at the resistive divider 5 and diode 15, the value of which, like the current value J 1 , is proportional to the value of the input voltage U 11 . The selection of the resistances R 24 , R 25 formed by the resistors 24, 25 of the divider 5 and the type of diode 15 (by the value of the temperature coefficient of voltage) provides such a current J 2 that the sum of the voltage U 15 on the diode 15 and the voltage U 25 on the resistor 25 (U 15 + U 25 , FIG. 2) compensated for the sum of voltages U 13 + J 1 × R no . In all operating conditions, U 13 = U 15 , J 1 × R no = J 2 × R 25 = U 25 . In this case, the maximum total output voltage U 16 at terminals 16.1, 16.2 for connecting a signal receiver is determined by the formula

U16=U11-U13-J1× Rnoт+U15+J2× R25=U11 U 16 = U 11 -U 13 -J 1 × R no + U 15 + J 2 × R 25 = U 11

и значит, равно входному напряжению U11. При необходимости увеличение или уменьшение напряжения u16 достигается изменением сопротивления резисторов делителя 4, им же настраивается заданный коэффициент передачи. Конденсаторы 9 и 10 сглаживают пульсации напряжения на клеммах 16.1, 16.2 для подключения приемника сигнала до допустимых значений.and therefore, equal to the input voltage U 11 . If necessary, an increase or decrease in voltage u 16 is achieved by changing the resistance of the resistors of the divider 4, it also sets the specified gear ratio. Capacitors 9 and 10 smooth out the voltage ripple at terminals 16.1, 16.2 to connect the signal receiver to acceptable values.

В момент формирования коротких положительных импульсов U1 блокинг-генератор 1 отбирает из конденсатора 6 короткий импульс тока. В момент продолжительной паузы транзистор 17 заперт, а конденсатор 6 дозаряжается через резистор 12 до полного входного напряжения U11 малым током. Цепь, образованная резистором 12 и конденсатором 6, разгружает источник сигнала (на фиг.1 не показан) от больших импульсных токов при отпирании транзистора 17, повышает и стабилизирует коэффициент передачи устройства в целом, уменьшает влияние выходного сопротивления источника сигнала на клеммах 11.1, 11.2.At the moment of formation of short positive pulses U 1, the blocking generator 1 selects a short current pulse from capacitor 6. At the time of a long pause, the transistor 17 is locked, and the capacitor 6 is recharged through the resistor 12 to the full input voltage U 11 with a small current. The circuit formed by the resistor 12 and the capacitor 6 unloads the signal source (not shown in FIG. 1) from large pulsed currents when the transistor 17 is unlocked, increases and stabilizes the transmission coefficient of the device as a whole, and reduces the influence of the output resistance of the signal source on terminals 11.1, 11.2.

За счет переноса ограничительного резистора 22 из цепи эмиттера в цепь базы увеличен перепад напряжений на коллекторе р-n-р транзистора, а значит коэффициент передачи устройства в целом. Напряжение насыщения коллектор-эмиттер мало, мал и его температурный коэффициент (40 мкВ/° С). Перепад напряжения при переходе из режима "закрыт" в режим "насыщение" больше.Due to the transfer of the limiting resistor 22 from the emitter circuit to the base circuit, the voltage drop across the collector of the pnp transistor is increased, which means the transmission coefficient of the device as a whole. The collector-emitter saturation voltage is small, and its temperature coefficient (40 μV / ° C) is small. The voltage drop during the transition from the "closed" to the "saturation" mode is greater.

Заявленное изобретение позволяет упростить устройство для гальванического разделения сигналов и уменьшить энергопотребление за счет исключения источника питания и сокращения значительного количества электрорадиоэлементов.The claimed invention allows to simplify the device for the galvanic separation of signals and reduce power consumption by eliminating the power source and reducing a significant number of electro-radio elements.

Устройство отбирает небольшой ток от источника сигнала. Величина тока мала из-за большей скважности импульсов и большего сопротивления резисторов делителей 4, 5. Большая скважность позволяет эффективнее стабилизировать коэффициент передачи от влияния сопротивления источника сигнала с помощью резистора 12 и конденсатора 6, образующих сглаживающую, интегрирующую цепь.The device picks up a small current from the signal source. The current value is small due to the greater duty cycle of the pulses and the greater resistance of the resistors of the dividers 4, 5. A large duty cycle allows more efficient stabilization of the transmission coefficient from the influence of the resistance of the signal source using resistor 12 and capacitor 6, which form a smoothing, integrating circuit.

Стабильность коэффициента передачи в диапазоне входных напряжений, воздействующих температур, старения обеспечивается диодно-резистивными цепями совместно с компенсирующей обмоткой. Ограничительный резистор 22 в цепи базы также стабилизирует коэффициент передачи устройства.The stability of the transmission coefficient in the range of input voltages, operating temperatures, aging is provided by diode-resistive circuits together with a compensating winding. The limiting resistor 22 in the base circuit also stabilizes the gain of the device.

В устройстве для гальванического разделения сигналов применены отечественные электрорадиоэлементы. Входное напряжение на клеммах 11.1, 11.2. изменялось от 1,1 до 10 В, выходное (гальванически развязанное) напряжение на клеммах 16.1, 16.2 изменялось от 1,1 до 10 B соответственно, при коэффициенте передачи, равном 1,0 единице. Резистивными делителями 4, 5 настроен коэффициент передачи, равный 1,0 единице. Нестабильность коэффициента передачи по диапазону входного сигнала ± 0,2%, нестабильность в диапазоне температур (-40+50° С) равна ± 0,4%. Входной ток на клеммах 11.1, 11.2 источника сигнала равен 0,2 мА при входном напряжении U11, равном 10 B. Входной ток на клеммах 11 источника сигнала равен 60 мкА при входном напряжении U11, равном 1,1 В. Устройству не требуется источник питания, количество элементов сокращено вдвое, габариты и масса уменьшены.The device for galvanic separation of signals used domestic electro-radio elements. Input voltage at terminals 11.1, 11.2. varied from 1.1 to 10 V, the output (galvanically isolated) voltage at terminals 16.1, 16.2 varied from 1.1 to 10 V, respectively, with a transmission coefficient equal to 1.0 unit. Resistive dividers 4, 5 set the transmission coefficient equal to 1.0 unit. The instability of the transmission coefficient over the input signal range is ± 0.2%, the instability in the temperature range (-40 + 50 ° C) is ± 0.4%. The input current at terminals 11.1, 11.2 of the signal source is 0.2 mA at an input voltage of U 11 equal to 10 B. The input current at terminals 11 of the signal source is 60 μA at an input voltage of U 11 equal to 1.1 V. The device does not need a source power, the number of elements is halved, dimensions and weight are reduced.

Уменьшенное энергопотребление устройства и высокое сопротивление приемника сигналов уменьшили потери и исключили влияние изменения потерь в трансформаторе и p-n-p транзисторе на коэффициент передачи.The reduced power consumption of the device and the high resistance of the signal receiver reduced losses and eliminated the influence of changes in losses in the transformer and pnp transistor on the transmission coefficient.

Claims (2)

1. Устройство для гальванического разделения сигналов, содержащее автоколебательный блокинг-генератор с нагрузочной обмоткой, два резистивных делителя, пять конденсаторов, клеммы для подключения источника сигнала и приемника сигнала, соответственно, первая клемма для подключения источника сигнала подключена к последовательно соединенным резистору и первому конденсатору, отличающееся тем, что в него введены три диода, а автоколебательный блокинг-генератор снабжен компенсирующей обмоткой, анод первого диода подключен к началу нагрузочной обмотки блокинг-генератора, катод - к первым выводам второго конденсатора и первого резистивного делителя, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора и концом нагрузочной обмотки блокинг-генератора, начало компенсирующей обмотки которого подключено к аноду второго диода, катод которого подключен к первым выводам третьего конденсатора и второго резистивного делителя, второй вывод которого соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с вторым выводом третьего конденсатора и концом компенсирующей обмотки блокинг-генератора, средняя точка первого резистивного делителя подключена к первой клемме для подключения приемника сигнала и через четвертый конденсатор к средней точке второго резистивного делителя и концу нагрузочной обмотки блокинг-генератора, клеммы для подключения приемника сигнала через пятый конденсатор соединены между собой, точка соединения резистора и первого конденсатора подключена к плюсовому выводу питания блокинг-генератора, минусовой вывод питания которого подключен к второму выводу первого конденсатора и второй клемме для подключения источника сигнала, вторая клемма для подключения приемника сигнала подключена к катоду третьего диода.1. A device for galvanic separation of signals, comprising a self-oscillating blocking generator with a load winding, two resistive dividers, five capacitors, terminals for connecting a signal source and a signal receiver, respectively, the first terminal for connecting a signal source is connected to a resistor and a first capacitor connected in series, characterized in that three diodes are introduced into it, and the self-oscillating blocking generator is equipped with a compensating winding, the anode of the first diode is connected to the beginning of the load the main winding of the blocking generator, the cathode - to the first terminals of the second capacitor and the first resistive divider, the second terminal of which is connected to the second terminal of the second capacitor and the end of the load winding of the blocking generator, the beginning of the compensating winding of which is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the first the conclusions of the third capacitor and the second resistive divider, the second output of which is connected to the anode of the third diode, the cathode of which is connected to the second output of the third capacitor and the end of the compensated blocking generator winding, the midpoint of the first resistive divider is connected to the first terminal for connecting the signal receiver and through the fourth capacitor to the midpoint of the second resistive divider and the end of the load winding of the blocking generator, the terminals for connecting the signal receiver through the fifth capacitor are interconnected, point the connection of the resistor and the first capacitor is connected to the positive power terminal of the blocking generator, the negative power terminal of which is connected to the second terminal of the first condensate ora and the second terminal for connecting the signal source, the second terminal for connecting the signal receiver is connected to the cathode of the third diode. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что автоколебательный блокинг-генератор содержит р-n-р транзистор, импульсный трансформатор с базовой и коллекторной обмотками, диод, конденсатор и два резистора, причем плюсовой вывод питания блокинг-генератора подключен к эмиттеру транзистора и через конденсатор к началу базовой обмотки импульсного трансформатора и одному из выводов первого резистора, другой вывод которого подключен к минусовому выводу питания блокинг-генератора и концу коллекторной обмотки импульсного трансформатора, конец базовой обмотки которого подключен через второй резистор к базе транзистора, коллектор которого подключен к началу коллекторной обмотки импульсного трансформатора и катоду диода, анод которого соединен с концом коллекторной обмотки импульсного трансформатора и минусовым выводом питания блокинг-генератора.2. The device according to claim 1, characterized in that the self-oscillating blocking generator contains a pnp transistor, a pulse transformer with a base and collector windings, a diode, a capacitor and two resistors, and the positive terminal of the power supply of the blocking generator is connected to the emitter of the transistor and through the capacitor to the beginning of the base winding of the pulse transformer and one of the terminals of the first resistor, the other terminal of which is connected to the negative terminal of the power supply of the blocking generator and the end of the collector winding of the pulse transformer, the end of the bases the new winding of which is connected through the second resistor to the base of the transistor, the collector of which is connected to the beginning of the collector winding of the pulse transformer and the cathode of the diode, the anode of which is connected to the end of the collector winding of the pulse transformer and the negative power output of the blocking generator.
RU2002122621/09A 2002-08-22 2002-08-22 Device for electrical isolation of signals RU2231900C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002122621/09A RU2231900C2 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Device for electrical isolation of signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002122621/09A RU2231900C2 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Device for electrical isolation of signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002122621A RU2002122621A (en) 2004-06-10
RU2231900C2 true RU2231900C2 (en) 2004-06-27

Family

ID=32846011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002122621/09A RU2231900C2 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Device for electrical isolation of signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231900C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522913C1 (en) * 2013-06-04 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for galvanic signal separation
RU2553328C2 (en) * 2010-12-21 2015-06-10 Феникс Контакт ГмбХ & Ко. КГ Regulation of voltage of outlet transistor of outlet signal cascade

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553328C2 (en) * 2010-12-21 2015-06-10 Феникс Контакт ГмбХ & Ко. КГ Regulation of voltage of outlet transistor of outlet signal cascade
RU2522913C1 (en) * 2013-06-04 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for galvanic signal separation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1166708A (en) Oscillator
US8451629B2 (en) Integrated circuit for an oscillator structured to drive a control device of a switching resonant converter
US5457620A (en) Current estimating circuit for switch mode power supply
KR101410999B1 (en) Interleaved switching converter and apparatus and method for controlling thereof
US4408267A (en) DC-to-DC Switching converters
CN101350560A (en) Power converter for implementing output end voltage constant and method thereof
JPH0582148B2 (en)
CN108880296A (en) power conversion system
US4719559A (en) Current-mode control of capacitively coupled power converters
CN102171917A (en) DC-DC converter
RU2231900C2 (en) Device for electrical isolation of signals
RU2396686C2 (en) Stabilised voltage converter
RU2314626C1 (en) Stabilized transformer of constant voltage
JPS6130961A (en) Switching control type power source circuit
RU1803958C (en) Constant voltage converter
RU1812602C (en) Multichannel voltage converter
JPS6047540A (en) Ringer
JPS605772A (en) Dc stabilized power source circuit
RU2235353C2 (en) Stabilized converter of constant voltage
JPS626873Y2 (en)
SU1647818A1 (en) Direct current converter
SU892425A1 (en) Stabilized converter
RU2006165C1 (en) Dc voltage converter
JPS645993Y2 (en)
SU1001393A1 (en) Dc vl-to-ac voltage converter