专利名称：一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路的制作方法
技术领域：
一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路技术领域[0001]本实用新型涉及一种信号转换电路，特别是一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路。
背景技术：
[0002]目前，多光谱遥感相机视频电路的设计中需要使用多种电源。这些电源包括运算放大器使用的负电源，也包括FPGA、ADC等器件使用的低电压内核电源。在对视频电路进行遥测监控时，需要使用一种结构简单、通用性强的电路来实现对电源状态的检测。通常的做法是利用光耦进行遥测。光耦遥测的电路主要依靠光电耦合原理，将被测电源做为输入信号，驱动光耦中的发光二极管发光，从而引发光耦的输出端响应发光二极管的光亮产生输出。光耦遥测电路由于器件自身原因在实际使用中会有一些不足。首先由于受到光耦输入端导通压降的影响，对于低于导通压降的电源无法实现遥测，而大多数FPGA的核电都低于导通压降，因此光耦遥测电路无法应用于对FPGA核电的遥测；其次利用光耦器件对空间相机负电源进行遥测时，空间高能粒子会对光耦器件产生单粒子效应、位移效应等影响，这些效应会降低元器件性能，影响产品寿命。实用新型内容[0003]本实用新型的技术解决的问题是克服现有技术的不足，提供了一种空间多光谱相机通用电源遥测电路，具有规模小，结构简单，适用范围大的特点，解决了对低电压电源无法进行遥测，负电源遥测电路可靠性低的问题。[0004]本实用新型的技术解决方案是一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，包括 NPN型三极管U、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管Dl ；电阻Rl的一端与电源输入端相连，电阻Rl的另一端同时接至遥测信号输出端以及NPN型三极管U的集电极； NPN型三极管U的基极同时接至电阻R5的一端以及电阻R2的一端；电阻R5的另一端接至正电源信号输入端，电阻R2的另一端接地；NPN型三极管U的发射极接至电阻R3的一端， 电阻R3的另一端同时接至电阻R4的一端以及负电源信号输入端，电阻R4的另一端接地； 二极管Dl并联在电阻R4的两端，且二极管Dl的负极接地。[0005]当正电源信号输入端输入正电压，负电源信号输入端不输入信号时，所述的电阻 R4的取值为0，所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定[0006]U3 = Vcc- β IbRI ；[0007](U1-Ube-(1+ β ) IbR3) /R5 = (UBE+(1+ β ) IBR3) /R2+IB ；[0008]其中Vcc为电源输入端的电压，Ul为正电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压，β为NPN型三极管U放大系数，Ib为流经NPN型三极管U基极的电流，Ube为 NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。[0009]当负电源信号输入端输入负电压，正电源信号输入端不输入信号时，此时所述的电阻R4起到限流的作用；所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定:U3 = Vcc- β IbR1 ； IbR2-Ube- (1+ β ) IbR3 = U2 ；其中Vcc为电源输入端的电压，U2为负电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压，β为NPN型三极管U放大系数，Ib为流经NPN型三极管U基极的电流，Ube为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。本实用新型与现有技术相比的优点在于本实用新型为一种可实现正电压电源、负电压电源的多光谱遥感相机通用电源遥测电路，利用电阻、NPN型三极管等简单器件，解决了例如对FPGA核电等低电压电源的无法遥测问题，以及空间高能粒子对负电源电压遥测电路影响的问题，统一了多光谱相机视频电路电源遥测电路的形式；同时利用NPN型三极管的开光特性避免了光耦元器件的使用，提高了产品的可靠性。
图1为本实用新型多光谱遥感相机通用电源遥测电路原理图；图2为本实用新型的外加正电压电源时的等效遥测电路原理图；图3为本使用新型的外加负电压电源时的等效遥测电路原理具体实施方式
本实用新型的原理图如图1所示。其中包含NPN型三极管U、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1。对于正电源遥测应用，原理图如图2所示。遥测电路电源从电源输入端203输入，如果被遥测电源输出正常，被测信号从正电源信号输入端201输入，经过电阻R5进入到NPN型三极管U的基极，此时NPN型三极管U导通，遥测信号输出端202输出低电平，表示被遥测电源正常。如果被遥测电源没有输出，则遥测信号输出端202没有输入，NPN型三极管U不导通，遥测信号输出端202输出高电平。使用时需要调节电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的数值，以满足输出信号对幅值的要求。具体取值根据以下公式确定U3 = Vcc- β IbR1(U「UBE_ (1+ β ) IbR3) /R5 = (UBE+ (1+ β ) IbR3) /R2+Ib其中Vcc为电源输入端的电压，Ul为正电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压，β为NPN型三极管U放大系数，Ib为流经NPN型三极管U基极的电流，Ube为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。对于负电源的遥测应用，原理图如图3所示。遥测电路电源从电源输入端203输入，如果被遥测电源输出正常，则被测信号从负电源信号输入端204输入，NPN型三极管U导通，二极管处于反向截止状态，用于嵌位。遥测信号输出端202输出低电平，表示被遥测电源正常。如果被遥测电源没有输出，则负电源信号输入端203没有输入，NPN型三极管U不导通，遥测信号输出端202输出高电平。使用时需要调节电阻R1、 电阻R2、电阻R3、电阻R4的数值，以满足输出信号对幅值的要求。具体取值根据以下公式确定U3 = Vcc- β IbR1 ；IbR2-Ube- (1+ β ) IbR3 = U2 ；[0024]其中Vcc为电源输入端的电压，Ul为正电源信号输入端的电压，U2为负电源信号输入端的电压，U3为遥测信号输出端的电压， β为NPN型三极管U放大系数，Ib为流经NPN 型三极管U基极的电流，Ube为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。
权利要求1.一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，其特征在于包括NPN型三极管U、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管Dl ;电阻Rl的一端与电源输入端(203)相连，电阻Rl的另一端同时接至遥测信号输出端(202)以及NPN型三极管U的集电极；NPN型三极管U的基极同时接至电阻R5的一端以及电阻R2的一端；电阻R5的另一端接至正电源信号输入端(201)，电阻R2的另一端接地；NPN型三极管U的发射极接至电阻R3的一端，电阻R3的另一端同时接至电阻R4的一端以及负电源信号输入端(204)，电阻R4的另一端接地；二极管Dl并联在电阻R4的两端，且二极管Dl的负极接地。
2.根据权利要求1所述的一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，其特征在于当正电源信号输入端(201)输入正电压,负电源信号输入端(204)不输入信号时,所述的电阻R4的取值为0，所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定U3 = Vcc-β IbRI ； (U1-Ube-(1+ β ) IbR3) /R5 = (UBE+(1+ β ) IBR3) /R2+IB ； 其中Vcc为电源输入端(203)的电压，Ul为正电源信号输入端(201)的电压，U3为遥测信号输出端(202)的电压，β为NPN型三极管U放大系数，Ib为流经NPN型三极管U基极的电流，Ube为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。
3.根据权利要求1所述的一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，其特征在于当负电源信号输入端(204)输入负电压,正电源信号输入端(201)不输入信号时,所述的电阻R4起到限流的作用；所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5的取值根据以下公式确定 U3 = Vcc- β IbR1 ； IbR2-Ube-(1+β ) IbR3 = U2 ； 其中Vcc为电源输入端(203)的电压，U2为负电源信号输入端(204)的电压，U3为遥测信号输出端(202)的电压，β为NPN型三极管U放大系数，Ib为流经NPN型三极管U基极的电流，Ube为NPN型三极管U基极到发射极之间的电压。
专利摘要一种多光谱遥感相机通用电源遥测电路，该电路通过调节电路中的二极管和电阻，实现对NPN型三极管输出状态的控制，以满足系统对输出信号的要求，实现对负电压电源、正电压电源，尤其是低幅值正电压电源的遥测监控功能。本实用新型电路具有可靠性高，使用器件简单等特点，解决了例如对FPGA核电等低电压电源的无法遥测问题，以及空间高能粒子对负电源电压遥测电路影响的问题，统一了多光谱相机视频电路电源遥测电路的形式；同时利用NPN型三极管的开光特性避免了光耦元器件的使用，提高了产品的可靠性。
文档编号G01R31/40GK202870277SQ201220505018
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者荣鹏, 魏志勇, 汪洲, 于双江, 雷宁, 尹娜 申请人:北京空间机电研究所