一种远距离传输模拟信号的方法.pdf

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1、第14卷第15期2014年5月科学技术与工程Voi．14No。15May20141671～1815(2014)15—0055—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．通信技术一种远距离传输模拟信号的方法朱艺锋王鹏超(河南理工大学电气学院，焦作454003)摘要工业现场中，有时需要将传感器转换后的模拟信号传到控制中心，进行模数转换后再送到控制器进行处理。提出了一种适用于高压环境下远距离传输模拟信号的方法：利用AD650构成压频和频压转换电路，先将模拟信号

2、经压频电路线性变成一定频率的方波脉冲列，并经光纤传输到远处的控制中心。在控制中心再将脉冲列送入频压转换电路还原成电压信号，最终送入数模转换芯片转换成数字信号送入控制器进行处理。详细设计了电路结构和参数，并进行了实验。实验结果表明所设计方案可以有效地远距离传输模拟信号，既无衰减，又有良好的抗干扰能力。关键词模拟信号隔离传输压频转换频压转换中图法分类号TN911．71；文献标志码B在基于微型处理器的测控系统中，快速准确地号，最终送人ADC芯片转换成数字信号送人控制器捕捉现场电气物理量的参数是实施自动控制的基础进行处理。通

3、过详细的实验研究，深入分析该系统和条件¨J。而在大多数测控系统中，控制器与被控的工作性能。对象往往有一定距离，电磁干扰不可避免地要混人1系统构成及工作原理连接导线。特别在像磁悬浮列车那样的控制对象和控制系统远距离分离的场合，需要将传感器转本文以功率变换器为对象，利用压频转换芯片换后的模拟信号传输到控制中心进行模数转换构成模拟信号的远距离隔离传输系统。构建的模拟(ADC)后再送到控制器进行处理。同样，在高压信号远距离隔离传输系统主要有四部分组成，即电设备中也有这种需求。为了消除信号传输中的各种压采样、压频转换(VFC)

4、、光纤传输和频压转换干扰，除了合理地处理接地问题外J，还必须使输(FVC)，如图1所示。入电路与输出电路彼此隔离，并对信号进行远距离电压采样部分从功率变换器上取出整流器输入传输。现有的模拟信号隔离传输方法有直接隔侧线电压信号，经霍尔电流传感器(LEM)变换和电离法，副和问接隔离法’加]。其中直接隔离法原理阻采样后得到±5V的脉冲列信号波，而后作为输简单但是传输距离短；调制解调法传输距离长，但是入信号送到压频转换部分。在压频转换中，将输入传输精度低。相比较而言，采用压频转换器，以频率电压信号线性变换成一定频率(几十到几

5、百kHz)的形式传输模拟信号是远距离传输模拟信号而又不损方波脉冲列，而后传到光纤传输部分。在光纤传输失精度的最好解决方法J。但文献[1—10]都没有部分，电脉冲信号变成光信号进行高速远距离传输，对模拟信号的远距离隔离传输进行系统的实验研送到位于控制中心的频压转换部分。频压转换部分究，仅限于理论分析，对于隔离传输的具体性能没有将脉冲列还原成模拟电压信号。该电压信号会有微论述。小的电压脉动，通过RC低通滤波器可以得到改善。利用AD650构成压频和频压转换电路，先将模滤波器输出的模拟信号最终送入ADC芯片转换成拟信号转换成

6、±5V，后经压频转换线性变成一定数字信号并送入控制器进行处理。高频的脉冲列具频率的方波脉冲列，经光纤传输到远处的控制中心，有较高的抗干扰和抗衰减性能。大功率环境下，对接着再将脉冲列送人频压转换电路还原成电压信电压采样和压频转换部分，以及开关电源部分，用屏蔽罩进行屏蔽。2013年l2月31日收到国家自然科学基金(61340015)、河南省教育厅科技研究重点项目(14A470005)资助压频转换原理可描述如下：输入电压信号经输第一作者简介：朱艺锋(1979～)，男，汉族，河南南阳人，博士，讲师。入电阻变为电流信号，经积分

7、器对积分电容充电，同研究方向：大功牢变流器的优化没计及高性能控制。E-mail：zyfsci．时电容电压值和内部的基准电压进行比较，一旦到ence@126．COB。达阈值，内部开关断开积分回路，变为内部恒流源对56科学技术与工程14卷线图。2．1压频转换电路参数选择VFC电路主要有三个参数需要选择，即输入电阻Ri积分电容Ci、定时电容C。。输入电阻i会限制输入电压范围，一般输入电流不超过1mA，有：I，一图1模拟信号远距离隔离传输系统框图Ri≥—(1)Fig．1Thediagramofthelong—distance

8、transportation1I11Asystemforanalogsignal输入电阻Ri和积分电容Ci决定了满度频率。一般说来，C。越高，输入电流越小(R越大)，线性度越电容的反向积分，仍与阀值电压比较，直到基准电压好，满刻度频率也越低。可以根据图3来选择满刻大小时再次重复上述过程，与此同时输出脉冲列，从度频率所要求的Ri和C。。Ri确定之