[发明专利]一种模拟信号远距离传输的方法

说明书

本发明公开了一种模拟信号远距离传输的方法，利用AD650构成压频和频压转换电路，先将模拟信号转换成区间±5 V的信号波，后经压频转换变成一定频率的方波脉冲列，经光纤传输到远处的控制中心，接着再将脉冲列送入频压转换电路还原成电压信号，最终送入控制器进行处理。本发明的方案可以有效地传输高频模拟信号，既无衰减，又有良好的抗干扰能力，且传输距离达200 m，传输过程中延时小于100us。

技术领域

本发明涉及信号控制及处理技术领域，尤其涉及一种模拟信号远距离传输的方法。

背景技术

在基于微型处理器的测控系统中，快速准确地捕捉现场电气物理量的参数是实施自动控制的基础和条件；而在大多数测控系统中，控制器与被控对象往往有一定距离，电磁干扰信号不可避免地要混入连接导线。特别在核聚变领域(如EAST全超导托克马克装置)，装置周围分布着很强的磁场，控制对象和控制系统时常需要远距离分离，这时就需要将传感器转换后的模拟信号传输到控制中心进行模数转换(ADC)后再送到控制器进行处理；同样，在高压设备中也有这种需求。为了消除信号传输中的各种干扰，除了合理地处理接地问题外，还必须使输入电路与输出电路彼此隔离，再对信号进行远距离传输。现有的模拟信号隔离传输方法有直接隔离法和间接隔离法，其中直接隔离法原理简单但是传输距离短，调制解调法传输距离长，但是传输精度低。

发明内容

本发明的目的是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种模拟信号远距离传输的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种模拟信号远距离传输的方法，包括有电压采样部分、压频转换部分、光纤传输部分和频压转换部分，具体内容如下：

电压采样部分：把霍尔电流传感器安装在EAST快控逆变电源的输出端，EAST快控逆变电源正常工作时，EAST快控逆变电源输出端有相应的电流流出，此时霍尔电流传感器输出一个电流信号，经过电阻取样后得到一个区间±5V的信号波，作为输入信号送到压频转换部分；

压频转换部分(V/F)：信号波经压频转换部分线性变换为一定频率(几十到几百kHz)的方波脉冲列，然后传到光纤传输部分的光纤发送器中，光纤两端没有直接的电联系,实现了电气隔离；

光纤传输部分：光纤发送器将方波脉冲信号变成光信号，依次经过光纤和光纤接收器将光信号发送到频压转换部分；

频压转换部分：经频压转换部分将光信号转换为模拟电压信号。

所述的压频转换部分和频压转换部分均采用芯片AD650实现压频转换和频压转换的。

所述的光纤发送器的型号为HFBR1521；所述的光纤接收器的型号为HFBR2521。

压频转换原理可描述如下:输入电压信号经输入电阻变为电流信号，经积分器对积分电容充电，同时电容电压值和内部的基准电压进行比较，一旦到达阈值，内部开关断开积分回路，变为内部恒流源对电容的反向积分，仍与阀值电压比较，直到基准电压大小时再次重复上述过程，与此同时输出脉冲列，从而实现压频转换，且存在电压越大，脉冲列频率越高。

本发明的优点是：本发明利用压频和频压转换电路，先把模拟信号经压频转换变成一定频率的方波脉冲列，经光纤传输到远处的控制中心，再将脉冲列送入频压转换电路还原成电压信号，最终把电压信号转换成数字信号送入控制器进行处理。本发明的方案可以有效地传输高频模拟信号，既无衰减，又有良好的抗干扰能力，且传输距离达200m，传输过程中延时小于100us。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

图2为压频转换部分电路图。

图3为积分电容工作原理图(图3a为积分过程电路图；图3b为复位过程电路图)。

图4为频压转换部分电路图。