专利名称：一种宽范围多电平适配器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适配器，特别是涉及一种宽范围多电平适配器。
背景技术：
在脉冲功率系统中常常会有外来触发信号接入同步触发控制系统，这些信号有时 是电信号(幅值不确定，有时几百伏，有时几十伏，有时几伏，脉冲宽度在几十纳秒到几百 微秒的范围)，有时是光信号(中心波长在1270nm-1370nm范围)，而很多同步触发控制系 统要求的触发信号为标准的TTL电平信号或者光信号，使用一个电平适配器无法同时满足 多种电平的转换。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决脉冲功率系统中输入触发脉冲电平不确定，而同步 触发控制系统要求标准电平的问题，研制了一种多电平适配器，该适配器不仅能够完成较 宽范围电信号和光信号的转换，而且具有光电隔离功能(采用电光转换模块和光电转换模 块，中间采用光纤连接，可有效的将输入输出信号‘地’完全电气隔离)。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种多电平适配器，包括信号调理模块、电光转换模块、光电转换模块，信号调理 模块、电光转换模块、光电转换模块顺序电连接。所述信号调理模块包括匹配电阻R0、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2，构成限 幅电路的第三电阻R3、二极管D1、第一电容Cl，稳压二极管D2，消振荡保护电阻R4，组成脉 冲成形电路电阻R5、第二电容C2、芯片U1，匹配电阻R0，第一分压电阻R1、第二分压电阻 R2，其中匹配电阻RO与第一分压电阻R1、第二分压电阻R2组成的电路并联，输入信号与第 一分压电阻R1、匹配电阻RO组成的并联电路输入端连接，限幅电路中的第三电阻R3、二极 管Dl输出端、第一电容Cl与稳压二极管D2输出端四端节点连接，稳压二极管D2输入端、第 一电容Cl另一端接地，第三电阻R3另一端、芯片Ul第十六管脚、第五电阻R5 —端同时接 +5V电源，第五电阻R5另一端与第二电容C2连接，第二电容C2与Ul第十四管脚连接，二极 管Dl输入端、第一分压电阻Rl与第二分压电阻R2连接点、第四电阻R4三端节点连接，第 四电阻R4另一端与芯片Ul第一管脚连接，第五电阻R5与第二电容C2连接端与Ul第十五 管脚连接，Ul第十三管脚作为系统输出端，匹配电阻RO与第二分压电阻R2并联的输出端 接地。从上述本实用新型的结构特征可以看出，其优点是可以将范围在5V以上的电信 号转换为标准的TTL电平触发信号和光信号，同时设有光电隔离功能，具有较强的抗干扰 能力。
本实用新型将通过附图比较以及结合实例的方式说明[0009]图1是多电平适配器的结构框图；图2是信号调理模块的具体电路具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。整体设计该适配器要求能够将较宽范围的电信号和光信号转换为标准的TTL电 平信号，且内置光电隔离电路，并且可以有效的将触发回路的前后端进行完全电气隔离，解 决触发系统因‘地’串扰而误触发的问题。如图1所示，多电平适配器由信号调理模块、电 光转换模块和光电转换模块组成。信号调理模块的主要功能是经过衰减、限幅、限流和脉冲 成形将5V以上的电信号调理为TTL电平信号；电光转换模块由光发射头和外围保护电路组 成，主要功能是将电信号转换为光信号；光电转换模块由光接收头和周边保护电路组成，主 要功能是将光信号还原为电信号；输入的电触发信号经连接器送入信号调理模块，调整后的信号送入电光转换电路 进行转换，转换后的光信号直接输出或者和输入的光触发信号送入光电转换回路进行转 换，最后经信号连接器输出。具体电路设计如图2所示，信号调理模块包括R0为匹配电阻、Rl位第一分压电 阻、R2为第二分压电阻、第三电阻R3、二极管Dl和第一电容Cl构成限幅电路；D2为稳压二 极管；第四电阻R4为消振荡保护电阻；第五电阻R5、第二电容C2和芯片Ul组成脉冲成形 电路。电阻RO为50Ω的匹配电阻。第一电阻Rl和第二电阻R2为分压电阻(均为IOkQ 的电位器)，为防止干扰信号引起误触发，分压比根据输入信号调节，Rl随着输入信号的增 大而增大，第二分压电阻R2随着输入信号的增大而减小，其中匹配电阻RO与第一分压电阻 R1、第二分压电阻R2组成的电路并联，输入信号与第一分压电阻R1、匹配电阻RO组成的并 联电路输入端连接，限幅电路中的第三电阻R3、二极管Dl输出端、第一电容Cl与稳压二极 管D2输出端四端节点连接，稳压二极管D2输入端、第一电容Cl另一端接地，第三电阻R3 另一端、芯片Ul第十六管脚、第五电阻R5 —端同时接+5V电源，第五电阻R5另一端与第二 电容C2连接，第二电容C2与Ul第十四管脚连接，二极管Dl输入端、第一分压电阻Rl与第 二分压电阻R2连接点、第四电阻R4三端节点连接，第四电阻R4另一端与芯片Ul第一管脚 连接，第五电阻R5与第二电容C2连接端与Ul第十五管脚连接，Ul第十三管脚作为系统输 出端，匹配电阻RO与第二分压电阻R2并联的输出端接地。电光转换模块输入信号为TTL电平信号，输出信号为中心波长在1270nm-1370nm 范围的光信号；光电转换模块输入信号为中心波长在1270nm-1370nm范围的光信号，输出 信号为TTL电平信号。例如输入信号5V时，第一分压电阻Rl选为0 Ω，第二分压电阻R2选为IOkQ，分 压后的电压是5V ；输入信号为IkV时，第一分压电阻Rl选为9. ，第二分压电阻R2选 为50 Ω，分压的电压依然是5V，此时，六几百伏的干扰信号都会因分压后的电压太低，构不 成高电平而被滤掉，也就不会引起误触发。当衰减后电压大于5V时，限幅电路和稳压二极 管起作用。静态时5V电源通过第三电阻R3对电容Cl充电，衰减后高于5V的信号将通过二极管Dl被限幅于5V，低于5V的信号直接通过，二极管Dl不会导通，输出的电压就一直被 限制在5V以下。D2主要起稳压和保护5V电源的作用。第四电阻R4起限流、保护后端电路 和消除顶部毛刺的作用。Ul是一种可重触发单稳态触发器，可以是74LS123或者相同功能 的单稳态触发器，第五R5和第二电容C2配合Ul可根据需要调节输出触发脉冲的宽度。本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
权利要求1.一种宽范围多电平适配器，其特征在于包括信号调理模块、电光转换模块、光电转换 模块，信号调理模块、电光转换模块、光电转换模块顺序电连接。
2.根据权利要求1所述一种宽范围多电平适配器，其特征在于所述信号调理模块，包 括匹配电阻R0、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2，构成限幅电路的第三电阻R3、二极管 D1、第一电容Cl，稳压二极管D2，消振荡保护电阻R4，组成脉冲成形电路电阻R5、第二电容 C2、芯片U1，匹配电阻R0，第一分压电阻R1、第二分压电阻R2，其中匹配电阻RO与第一分压 电阻R1、第二分压电阻R2组成的电路并联，输入信号与第一分压电阻R1、匹配电阻RO组成 的并联电路输入端连接，限幅电路中的第三电阻R3、二极管Dl输出端、第一电容Cl与稳压 二极管D2输出端四端节点连接，稳压二极管D2输入端、第一电容Cl另一端接地，第三电阻 R3另一端、芯片Ul第十六管脚、第五电阻R5 —端同时接+5V电源，第五电阻R5另一端与第 二电容C2连接，第二电容C2与Ul第十四管脚连接，二极管Dl输入端、第一分压电阻Rl与 第二分压电阻R2连接点、第四电阻R4三端节点连接，第四电阻R4另一端与芯片Ul第一管 脚连接，第五R5与第二电容C2连接端与Ul第十五管脚连接，Ul第十三管脚作为系统输出 端，匹配电阻RO与第二分压电阻R2并联的输出端接地。
专利摘要本实用新型涉及一种适配器，特别是涉及一种宽范围多电平适配器。本实用新型的目的是为了解决脉冲功率系统中输入触发脉冲电平不确定，而同步触发控制系统要求标准电平的问题，研制了一种多电平适配器，该适配器不仅能够完成较宽范围电信号和光信号的转换，而且具有光电隔离功能。技术方案一种多电平适配器，包括信号调理模块、电光转换模块、光电转换模块，信号调理模块、电光转换模块、光电转换模块顺序电连接。本实用新型应用于需要同时满足多种电平转换电路的场合。
文档编号H02M3/00GK201893697SQ201020635899
公开日2011年7月6日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者丁明军, 于治国, 代刚, 任青毅, 冯宗明, 冯莉, 叶超, 吴红光, 张振涛, 曹宁翔, 曹科峰, 李亚维, 李巨, 李晏敏, 李玺钦, 梁川, 王卫, 王浩, 谢敏, 贾兴, 赵娟, 邓明海, 邓维军, 马军, 马勋, 马成刚, 黄斌, 黄雷, 龙燕 申请人:中国工程物理研究院流体物理研究所