專利名稱：光電隔離脈沖分路方法和光電隔離脈沖分路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電隔離脈沖分路方法和光電隔離脈沖分路裝置，尤其 涉及一種可以對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)整形及寬范圍電壓工作的光電隔離脈沖 分路方法和光電隔離脈沖分路裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，例如冶金行業(yè)等很多的工業(yè)場(chǎng)合，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)等設(shè)備進(jìn) 行測(cè)速，測(cè)速時(shí)首先利用增量編碼器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，然后利用脈沖分路器將
該脈沖信號(hào)隔離分路后傳遞給其他設(shè)備，例如傳動(dòng)裝置、PLC裝置等需要知道 電機(jī)速度的裝置，測(cè)速裝置利用接收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量計(jì)算。
如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的脈沖分路器和編碼器的電路結(jié)構(gòu)框圖，現(xiàn)有 的脈沖分路器9包括電源適配器91、光耦驅(qū)動(dòng)器92和信號(hào)分路器93。電源 適配器91將輸入的電壓處理后，輸入信號(hào)分路器93使用，并且也輸入脈沖 分路器9連接的編碼器8使用；光耦驅(qū)動(dòng)器92將編碼器8輸入的脈沖信號(hào)進(jìn) 行光耦隔離后，由信號(hào)分路器93分路處理后多路輸出。
現(xiàn)有技術(shù)的電源適配器91只能對(duì)輸入的電壓進(jìn)行判斷，當(dāng)輸入的電壓大 于12V的時(shí)候，則輸出12V的電壓給編碼器，當(dāng)輸入的電壓低于12V的時(shí)候 將輸入的電壓輸入給編碼器；而對(duì)于內(nèi)部需要供電的元件(例如運(yùn)算放大器)， 則電源適配器91輸出5V的電壓給這些需要供電的元件。
因?yàn)樵诠I(yè)環(huán)境下，干擾源多，信號(hào)傳輸?shù)沫h(huán)境比較惡劣，所以編碼器 輸出的脈沖信號(hào)傳遞到脈沖分路器后，可能已經(jīng)失真了，例如變?yōu)槿遣ɑ?者正弦波，如果不經(jīng)過整形處理，脈沖分路器將該失真的信號(hào)輸出到測(cè)速裝 置后，占空比會(huì)發(fā)生很大的變化，例如占空比變小。如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)的脈沖分路器輸入和輸出的差分脈沖信號(hào)的波 形圖，最上面的圖是兩路失真的波形為鋸齒波的差分脈沖信號(hào)A和AN的波形 比對(duì)，0點(diǎn)是兩個(gè)波形的交叉點(diǎn)，在不整形時(shí)經(jīng)過光耦驅(qū)動(dòng)器處理成兩路方波 的輸出A'和AN', —路輸出高電平，另一路輸出低電平，理想情況下，因 為0點(diǎn)兩個(gè)波形的交叉點(diǎn)，所以是輸入的差分脈沖信號(hào)A和AN高低電平的轉(zhuǎn) 換點(diǎn)，因此兩路輸出A1和AN1應(yīng)該是在0點(diǎn)的時(shí)候進(jìn)行翻轉(zhuǎn)， 一路輸出低電 平，另一路輸出高電平，下一個(gè)0點(diǎn)再翻轉(zhuǎn)，即中間的圖式，就是理想情況 下輸出的脈沖信號(hào)的波形圖，理想狀況下的占空比為0.5。但是經(jīng)光耦驅(qū)動(dòng)器 處理時(shí)，因?yàn)楣怦铗?qū)動(dòng)器的光耦在導(dǎo)通時(shí)，發(fā)光二極管側(cè)需要一定的壓降， 如果為多個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)，則壓降會(huì)更大，即當(dāng)輸入的鋸齒波形的差分脈 沖信號(hào)A和AN之間的壓差大于發(fā)光二極管側(cè)的壓降A(chǔ)U時(shí)，光耦才導(dǎo)通，由 于輸入的差分信號(hào)A和AN是鋸齒波，因此兩路實(shí)際輸出A2和AN2并非在0 點(diǎn)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，而是要在A和AN的電壓差大于AU的時(shí)候才翻轉(zhuǎn)，所以兩路輸 出的A2和AN2的占空比理想情況下小(小于0.5)，即如最下邊的圖示。如果 光耦驅(qū)動(dòng)器輸入的脈沖信號(hào)的波形為方波，則光耦驅(qū)動(dòng)器輸出的脈沖信號(hào)在 輸入的脈沖信號(hào)翻轉(zhuǎn)的時(shí)候也進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，不會(huì)改變占空比。
因此現(xiàn)有的脈沖分路器及分路方法，對(duì)輸入脈沖信號(hào)不進(jìn)行整形處理， 會(huì)使輸出的脈沖信號(hào)的占空比變小，當(dāng)后續(xù)利用該脈沖信號(hào)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 的測(cè)量的時(shí)候，轉(zhuǎn)速測(cè)量就不精確了，并且無(wú)法適應(yīng)寬范圍的供電。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種光電隔離脈沖分路方 法和光電隔離脈沖分路裝置，可以對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，從而不改變 信號(hào)的占空比，由此有利于保證信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，和對(duì)后續(xù)的信號(hào)處理。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光電隔離脈沖分路方法，所述的方 法包括
6對(duì)外部編碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的初始脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，并輸
出整形后的脈沖信號(hào)；
所述整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)光耦電路，生成一脈沖信號(hào)； 將所述一脈沖信號(hào)放大后輸出，根據(jù)所述一脈沖信號(hào)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)測(cè)速處理。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光電隔離脈沖分路裝置，所述的裝 置包括
整形電路，用于對(duì)外部編碼器發(fā)送的初始脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，并輸出整 形后的脈沖信號(hào)；
光耦電路，用于被所述的整形電路輸出的整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，所述 的光耦電路再輸出一脈沖信號(hào)；
分路電路，用于將所述的光耦電路輸出的所述一脈沖信號(hào)放大后輸出。 本發(fā)明的光電隔離脈沖分路方法和光電隔離脈沖分路裝置，利用整形電 路對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，實(shí)現(xiàn)了不改變信號(hào)的占空比，從而有利于保 證信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，提高信號(hào)的抗干擾能力，和對(duì)后續(xù)的信號(hào)的精確處理。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí) 施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附 圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng) 造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的脈沖分路器和編碼器的電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的脈沖分路器輸入和輸出的差分脈沖信號(hào)的波形圖； 圖3為本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法的流程圖； 圖4為本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法的電壓適配處理流程圖； 圖5為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖6為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的整形電路的電路圖； 圖7為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的整形電路輸入的差分脈 沖信號(hào)的波形圖8為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的整形電路輸入和輸出信 號(hào)的波形圖9為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的恒定的參考電壓AN的產(chǎn) 生電路圖1 0為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的光耦電路的電路圖； 圖11為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的光耦電路輸入和輸出 的脈沖信號(hào)的波形圖1 2為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的分路電路的TO圖l3為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的電路圖14為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的信號(hào)處理流程圖15為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)框圖16為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電壓適配電路的電路
圖17為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電壓適配電路的工作 流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而 不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作 出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明可以利用光電隔離脈沖分裝置的整形電路對(duì)輸入的脈沖信號(hào)首先 整形成一個(gè)方波，然后再去驅(qū)動(dòng)光耦電路，由光耦電路輸出的信號(hào)不會(huì)因?yàn)?br> 8脈沖信號(hào)換向時(shí)壓差太小而改變輸出信號(hào)的占空比。
圖3為本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法的流程圖，如圖3所示，光電隔離 脈沖分路方法具體包括如下步驟-
步驟101、整形電路對(duì)外部編碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的初始脈沖信 號(hào)進(jìn)行整形，并向光耦電路輸出整形后的脈沖信號(hào)；
整形電路將外部編碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的兩路初始脈沖信號(hào)A 和AN整形處理成兩路波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'，并將兩路 標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)輸出，而外部編碼器發(fā)送的兩路初始脈沖信號(hào)的占空比與兩路 標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)的占空比相同。
整形電路具有兩個(gè)運(yùn)算放大器，分別為第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大 器，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端輸入外部編碼器發(fā)送的一路差分脈沖信號(hào) A，反相輸入端疊加輸入一路差分脈沖信號(hào)A和第二運(yùn)算放大器輸出的波形為 標(biāo)準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN'，并輸出波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'; 第二運(yùn)算放大器的同相輸入端輸入外部編碼器發(fā)送的另一路脈沖信號(hào)AN，反 相輸入端疊加輸入另一路脈沖信號(hào)AN和第一運(yùn)算放大器輸出的波形為標(biāo)準(zhǔn)方 波的路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'，并輸出波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN';這樣 可以一路差分脈沖信號(hào)A和標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'的占空比相同，另一路差分脈 沖信號(hào)AN和標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN'的占空比相同。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法可以處理差分脈沖信號(hào)，也可以處理單端 信號(hào)的單路脈沖信號(hào)，當(dāng)對(duì)單端信號(hào)的單路信號(hào)進(jìn)行整形處理的時(shí)候，可以 一路輸入為單路信號(hào)A，另一路的輸入AN可以是恒定的參考電壓，這時(shí)候， 經(jīng)過整形電路的處理，也可以有兩路波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和 AN'，另一路的輸入AN通過撥碼開關(guān)接至恒定電壓的信號(hào)。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法采用了雙運(yùn)放施密特電路，具有兩個(gè)運(yùn)算 放大器，第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，利用電路疊加原理形成回差可 調(diào)的雙運(yùn)放施密特電路，由此可以輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形處理，經(jīng)過整形輸出的脈沖信號(hào)與原始的脈沖信號(hào)相比，占空比不會(huì)發(fā)生變化。通過對(duì)脈沖 信號(hào)的整形，有利于脈沖信號(hào)傳輸更遠(yuǎn)的距離，由此實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)的抗干擾能力， 可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合調(diào)節(jié)回差。
又因?yàn)檎坞娐肥褂脙蓚€(gè)運(yùn)算放大器，所以可以克服單運(yùn)算放大器在單 極性難以對(duì)稱轉(zhuǎn)換的問題。
步驟102、整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)光耦電路，生成一脈沖信號(hào)，發(fā)送給兩 個(gè)分路電路；
整形后的波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的脈沖信號(hào)A'和AN'驅(qū)動(dòng)光耦電路，產(chǎn)生脈 沖信號(hào)A''和AN"，光耦電路的作用就是光電隔離，將前面的整形電路和后 面的分路電路進(jìn)行光電隔離，整形后的波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的脈沖信號(hào)A'和AN' 驅(qū)動(dòng)光耦電路，光耦電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)A''和AN''的波形與輸入的標(biāo)準(zhǔn) 脈沖信號(hào)A'和AN'的波形幾乎相同；
另外因?yàn)楣怦畹墓ぷ麟娏魇怯幸欢ǚ秶拗频?，如果用不同的電壓來?qū) 動(dòng)光耦，則為了適應(yīng)光耦的工作電流，需要利用不同的電阻來實(shí)現(xiàn)光耦的工 作電流的匹配，本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法可以利用恒流二極管，這樣就 可以很方便的實(shí)現(xiàn)利用寬范圍電壓的供電也能適應(yīng)光耦的工作電流的要求， 同時(shí)也保護(hù)了光耦，延長(zhǎng)了光耦電路的使用壽命；
步驟103、兩個(gè)分路電路分別將一脈沖信號(hào)放大后分路輸出，根據(jù)所述一 脈沖信號(hào)可以進(jìn)行電動(dòng)機(jī)測(cè)速處理。
當(dāng)分路電路接收光耦電路發(fā)出的高電平時(shí)，經(jīng)過分路電路的每一個(gè)運(yùn)算 放大器的輸出端輸出高電平，給運(yùn)算放大器輸入的電平有多少伏，則運(yùn)算放 大器輸出的高電平就有多少伏，因此，當(dāng)接收放大器輸出的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A''' 和AN'"的設(shè)備需要波形為方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN'"的電壓為多 少伏，則給運(yùn)算放大器供給多少伏特的電壓即可。這不僅實(shí)現(xiàn)了分路功能， 還可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換功能，例如5V方波輸入，15V方波輸出，反之亦然。
所以由兩個(gè)分路電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)A'和AN'的兩路分路輸出A'"和AN'，，。
由于每一個(gè)信號(hào)分電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A"'和AN"'與光耦 電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A"和AN"是基本相同的，而光耦電路輸出 的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A''和AN"，又與整形電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A' 和AN'是基本相同的，而整形電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'的占 空比與原始信號(hào)幾乎相同，所以本發(fā)明的光電隔離脈沖分路方法可以通過整 形電路將信號(hào)進(jìn)行整形，從而使得光電隔離脈沖分路裝置輸出的多個(gè)兩路標(biāo) 準(zhǔn)脈沖信號(hào)A"'和AN"'的占空比與原始信號(hào)相同，由于經(jīng)過整形和分路 輸出的脈沖信號(hào)雜波少，干凈，使得接收到的這些脈沖信號(hào)的設(shè)備對(duì)信號(hào)的 處理更精確，例如可以使得速度測(cè)量更加精確。
另外，本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法中，可以利用電壓適配電路將將接 收到的不同路輸入的不同范圍的電壓適配處理成所需的不同電壓，并分路輸 出向整形電路和編碼器供電，圖4為本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法的電壓適 配處理流程圖，如圖4所示，電壓適配處理具體包括如下步驟
步驟201、判斷輸入的電壓高低，根據(jù)輸入電壓的不同，選擇不同的電壓 輸入端；
步驟211，如果是大于20V的供電，例如30-20V之間的供電電壓輸入第 一電壓輸入端，其中的一路通過第一限流電阻進(jìn)行電流限流后，輸入第一電 壓輸出端；另一路則輸入穩(wěn)壓管的輸入端Vin，由穩(wěn)壓管將第一電壓輸入端輸 入的30-20V之間的供電電壓穩(wěn)壓為15V后輸出給第二電壓輸出端；
步驟212，第一電壓輸出端將接收到的電壓輸入編碼器中，第二電壓輸出 端將穩(wěn)壓后的電壓輸入光電隔離脈沖分路裝置需要供電的部件；
步驟221，如果是小于20V的供電，例如20—5V之間的供電電壓輸入第
二電壓輸入端，此時(shí)的供電電壓可以直接利用，第二電壓輸入端將輸入的 20—5V之間的供電電壓直接輸入給第一電壓輸出端和第二電壓輸出端；
步驟222，第一電壓輸出端將接收到的電壓輸入到編碼器中，第二電壓輸
ii出端將接收到的電壓輸入光電隔離脈沖分路裝置需要供電的部件。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路方法利用電壓式配電路可以接收不同的電壓， 這樣可以適用比較寬的供電電壓，還可以在編碼器供電范圍允許內(nèi)，盡可能 的提高供電電壓來提高編碼器的供電電壓，有利于提高編碼器輸出信號(hào)的抗 干擾能力，也可以更遠(yuǎn)距離的傳輸信號(hào)。
如圖5所示，為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)框圖，
本實(shí)施例的光電隔離脈沖分路裝置包括整形電路ll、光耦電路12和兩個(gè)分
路電路13。
整形電路11與光耦電路12相連接，光耦電路12分別與兩個(gè)分路電路13 相連接，整形電路11首先對(duì)外部編碼器2發(fā)送的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，并將整 形后的脈沖信號(hào)發(fā)送給光耦電路12;光耦電路12與兩個(gè)分路電路13相連接， 整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)光耦電路12，光耦電路12輸出的脈沖信號(hào)發(fā)送給兩個(gè) 分路電路13，分路電路13將接收到的脈沖信號(hào)放大輸出。
整形電路將輸入的兩路脈沖信號(hào)A和AN整形處理成兩路波形為標(biāo)準(zhǔn)方波 的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'，并發(fā)送給光耦電路；輸入的兩路脈沖信號(hào)A和AN 的占空比與輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'的占空比相同，如圖6所示，
為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的整形電路的電路圖，整形電路11 包括第一運(yùn)算放大器U1A111和第二運(yùn)算放大器U1B112。
優(yōu)選的第一運(yùn)算放大器111和第二運(yùn)算放大器112的型號(hào)是LM7322。第 一運(yùn)算放大器111的同相輸入端1111輸入一路初始脈沖信號(hào)A，反相輸入端 1112疊加輸入一路初始脈沖信號(hào)A和第二運(yùn)算放大器1112輸出的波形為標(biāo)準(zhǔn) 方波的一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN'，向光耦輸出另一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A';第二運(yùn) 算放大器112的同相輸入端1121輸入另一路初始脈沖信號(hào)AN，反相輸入端 1122疊加輸入另一路脈沖信號(hào)AN和第一運(yùn)算放大器111輸出的波形為標(biāo)準(zhǔn)方 波的另一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'，向光耦輸出一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN';另一路標(biāo) 準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN'的占空比，與一路初始脈沖信號(hào)A
12和另一路初始脈沖信號(hào)AN的占空比相同。
具體的，第一運(yùn)算放大器111具有第一同相輸入端1111、第一反向輸入 端1112和第一輸出端1110，第二運(yùn)算放大器112具有第二同相輸入端1121、 第二反向輸入端1122和第二輸出端1120。
第一同相輸入端1111可以接收一路脈沖信號(hào)A，例如編碼器2輸入的一 路差分脈沖信號(hào)A，并且和第一輸出端1110和第二反向輸入端1122相連接， 第一同相輸入端1111接收到的同一路的一路脈沖信號(hào)A，和第一輸出端1110 輸出的信號(hào)A'疊加輸入到第二反向輸入端1122，作為第二反向輸入端1122 的輸入信號(hào)；第二同相輸入端1121可以接收另一路脈沖信號(hào)AN，例如編碼器 2輸入的另一路差分脈沖信號(hào)AN，并且和第二輸出端1120和第一反向輸入端 1112相連接，第二同相輸入端1121接收到的同一路的另一路脈沖信號(hào)AN， 和第二輸出端1120輸出的信號(hào)AN，疊加輸入到第一反向輸入端1112，作為 第一反向輸入端1112的輸入信號(hào)。
進(jìn)一步的，第一運(yùn)算放大器111的第一同相輸入端1111連接有第一電阻 R (例如阻值為500Q的電阻)114，由此輸入的一路脈沖信號(hào)，例如編碼器2 輸出的一路差分脈沖信號(hào)A，經(jīng)過第一電阻Rl 14輸入到第一同相輸入端1111; 而第二運(yùn)算放大器112的第二同相輸入端1121連接有另外一個(gè)第一電阻R(例 如阻值為500Q的電阻)114，這樣輸入的另一路脈沖信號(hào)，例如編碼器2輸 出的另一路差分脈沖信號(hào)AN，經(jīng)過另一個(gè)第一電阻R114輸入到第二同相輸入 端1121。
另外，第一運(yùn)算放大器111的第一同相輸入端1111通過第二電阻Rf (例 如阻值為3KQ的電阻)115與第一運(yùn)算放大器111的第一輸出端1110相連接； 第二運(yùn)算放大器112的第二同相輸入端1121通過另一個(gè)第二電阻Rf (例如阻 值為3KQ的電阻)115與該第二運(yùn)算放大器112的第二輸出端1120相連接； 由此第一運(yùn)算放大器111的第一輸出端1110輸出的信號(hào)A，通過第二電阻 1115，與一路脈沖信號(hào)A經(jīng)過第一電阻114，疊加到第二運(yùn)算放大器112的第二反相輸入端1122，作為第二反相輸入端1122的輸入脈沖信號(hào)，第二運(yùn)算放 大器112的第二輸出端1120輸出的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN'通過另一第二電阻115， 與另一路脈沖信號(hào)AN通過另一第一電阻114，疊加到第一運(yùn)算放大器111的 第一反相輸入端1112，作為第一反相輸入端1112的輸入脈沖信號(hào)。
設(shè)輸入的原始的一路脈沖信號(hào)為A，電壓為U,，經(jīng)過第一電阻114后，第 一運(yùn)算放大器111的第一同相輸入端1111輸入信號(hào)的電壓為VAin,第一輸出 端1110輸出的脈沖信號(hào)N'的電壓為UA.;輸入的原始的另一路差分脈沖信號(hào) 為AN，電壓為U,經(jīng)過另一第一電阻114后，第二運(yùn)算放大器112的第二同 相輸入端1121輸入信號(hào)的電壓為V,n，第二輸出端1120輸出的脈沖信號(hào)N' 的電壓為IU.;第一電阻114的阻值為R，第二電阻115的阻值為R,。
當(dāng)輸入的原始脈沖信號(hào)的A和認(rèn)的電壓U^IL的時(shí)候，輸出信號(hào)A'為 高電平，AN'為低電平，第一同相輸入端1111輸入信號(hào)的電壓V^為
式(1)
第二同相輸入端1121輸入信號(hào)的電壓V八^為 _ 及,
^"晨'"=、 式(2 )
當(dāng)^廳〉乙力時(shí)，即(胸一^,. 〉0時(shí)，輸出的信號(hào)A，和AN，翻轉(zhuǎn)，輸 出信號(hào)A'為低電平，AN'為高電平，代入式(1 )和式(2)為
& 及, A
Af 及^ ^i +i力及+及
因?yàn)檩敵鲂盘?hào)A，的電壓仏,為高電平，設(shè)為Vcc,艮卩^^一^/力>^'^"。

例如第一電阻的阻值R為500Q，第二電阻的阻值Rf為3000Q,高電平
Vcc的電壓一般為15V,則回差乙.丄為2.5伏特，即只有A大于AN為2.5V
及/
時(shí)信號(hào)才翻轉(zhuǎn)。因?yàn)锳與AN為對(duì)稱信號(hào)，故為標(biāo)準(zhǔn)方波即占空比為0.5。 也就是在輸出信號(hào)A'為高電平，AN'為低電平的時(shí)候，當(dāng)
U^-f^ >「^^~，即輸入的原始信號(hào)A的高電壓Ua和AN信號(hào)的低電壓UrtN
的壓差大于^，^時(shí)，輸出的信號(hào)A'和AN'翻轉(zhuǎn)，輸出信號(hào)A'為低電平， AN，為高電平。同理，在輸出信號(hào)A'為低電平，AN'為高電平的時(shí)候，當(dāng) "力-^w > ，即輸入的原始信號(hào)AN的高電壓1^和A信號(hào)的低電壓UA
的壓差大于^，^f時(shí)，輸出的信號(hào)A'和AN'翻轉(zhuǎn)，輸出信號(hào)A'為高電平， AN，為低電平。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置的整形電路既可以處理差分脈沖信號(hào)，也 可以處理單端信號(hào)的單路脈沖信號(hào)。
當(dāng)對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行整形處理時(shí)，圖7為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí) 施例一的整形電路輸入的差分脈沖信號(hào)的波形圖，如圖7所示，兩路差分脈 沖信號(hào)A和AN均為鋸齒波。圖8為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的 整形電路輸入和輸出信號(hào)的波形圖，如圖8所示，上圖為輸入的兩路差分脈 沖信號(hào)A和AN的比較波形圖，如上所述，如果輸出信號(hào)A，為高電平，AN，
15為低電平時(shí)，當(dāng)電壓差Kw-K〉「"'丁時(shí)，輸出信號(hào)A'和AN，翻轉(zhuǎn)，輸
出信號(hào)AN，為高電平，A，為低電平，然后當(dāng)電壓差^-^w〉^'^"時(shí)，
輸出信號(hào)A'和AN'再次翻轉(zhuǎn)，A'為高電平，AN'為低電平時(shí)，以此類推。
在整形電路的輸入端，只有A〉A(chǔ)N 輸出信號(hào)才進(jìn)行翻轉(zhuǎn)(第一個(gè)
及/
0'點(diǎn))，下一次在AN〉A(chǔ) 時(shí)，輸出信號(hào)翻轉(zhuǎn)(第二個(gè)0'點(diǎn))，輸出的波
形為標(biāo)準(zhǔn)方波，如圖8的下圖所示，輸出信號(hào)A'和AN'為標(biāo)準(zhǔn)的方波。
而現(xiàn)有技術(shù)中沒有對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形時(shí)，只要輸入信號(hào)A-AN〈厶U時(shí)，輸出 信號(hào)A'就變?yōu)榈碗娖剑摰碗娖揭恢币掷m(xù)到下次輸入信號(hào)A-AN〉A(chǔ)U。而 本發(fā)明利用整形電路整形時(shí)，假設(shè)光耦電路導(dǎo)通，輸入側(cè)的二極管壓降A(chǔ)U等
于整形電路所設(shè)計(jì)的回差Kzl，只有當(dāng)^-Kw〉^'^"時(shí)，信號(hào)才翻轉(zhuǎn)，
及, ~
輸出的A'—直會(huì)保持到當(dāng)^w-^〉^'^"時(shí)，點(diǎn)O'表示，由于A與AN
信號(hào)對(duì)稱，則整形后輸出的A'與AN'為標(biāo)準(zhǔn)的方波。
當(dāng)對(duì)單端信號(hào)的單路信號(hào)進(jìn)行整形處理的時(shí)候，可以一路輸入為單路信
號(hào)A，另一路的輸入AN可以是恒定的參考電壓，這時(shí)候，經(jīng)過整形電路的處 理，也可以有兩路輸出A'和AT，另一路的輸入AN通過撥碼開關(guān)接至恒定 電壓的信號(hào)，如圖9所示，為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的恒定 的參考電壓AN的產(chǎn)生電路圖，其中VECD為給編碼器的工作電壓，A信號(hào)高電 平的幅值即為VECD，將其通過R3、 R8分壓后，作為AN，也就是二分之一 VECD, 與A信號(hào)比較，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的A'與AN，方波信號(hào)。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置的整形電路，是雙運(yùn)放施密特電路，具有 兩個(gè)運(yùn)算放大器，第一運(yùn)算放大器111和第二運(yùn)算放大器112，利用電路疊加原理將第一運(yùn)算放大器111第一輸出端1110輸出的信號(hào)A'疊加到第二運(yùn)算 放大器112的第二反相輸入端1122，將第二運(yùn)算放大器112第二輸出端1120 輸出的信號(hào)AN'疊加到第一運(yùn)算放大器111的第一反相輸入端1112，形成回 差可調(diào)的雙運(yùn)放施密特電路，由此可以輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形處理，經(jīng)過 整形輸出的脈沖信號(hào)與原始的脈沖信號(hào)相比，占空比不會(huì)發(fā)生變化。通過對(duì) 脈沖信號(hào)的整形，有利于脈沖信號(hào)傳輸更遠(yuǎn)的距離，由此實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)的抗干擾 能力，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合調(diào)節(jié)回差。
又因?yàn)檎坞娐肥褂脙蓚€(gè)運(yùn)算放大器，所以可以克服單運(yùn)算放大器在單 極性難以對(duì)稱轉(zhuǎn)換的問題。
圖IO為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的光耦電路的電路圖，如 圖所示，光耦電路具體包括恒流二極管120和兩個(gè)光耦121。
每一個(gè)光耦121包括發(fā)光二極管1211和光敏三極管1212，恒流二極管 120與整形電路中的第一運(yùn)算放大器的第一輸出端相連接，恒流二極管120的 另一端與第一個(gè)光耦121的發(fā)光二極管1211相連接，然后兩個(gè)光耦121的發(fā) 光二極管1211順次串聯(lián)，第二個(gè)發(fā)光二極管1211與整形電路中的第二運(yùn)算 放大器的第二輸出端相連接，第一輸出端輸出的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和第二輸出 端輸出的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)AN'驅(qū)動(dòng)光耦121的發(fā)光二極管1211發(fā)光，再由光耦 121的光敏三極管1212產(chǎn)生電流脈沖信號(hào)。
圖11為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的光耦電路輸入和輸出的 脈沖信號(hào)的波形圖，如圖所示，上圖為輸入的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A，和AN， 的波形圖，因?yàn)锳'和AN'是經(jīng)過整形電路整形后的方波，所以A'和AN， 之間的壓差肯定大于發(fā)光二極管1211的壓降，所以在信號(hào)A'和AN，翻轉(zhuǎn)的 時(shí)候，A"和AN"也翻轉(zhuǎn)。當(dāng)A'為高電平，AN，為低電平時(shí)，光耦121的 發(fā)光二極管1211導(dǎo)通，輸出髙電平；當(dāng)A'為低電平，AN，為高電平時(shí)，光 耦121的發(fā)光二極管1211承受反壓，光耦截止，輸出一低電平。
因此光耦電路的光敏三極管1212產(chǎn)生的電流標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A，'和AN，，
17的波形與輸入的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'的波形幾乎相同。
因?yàn)楣怦畹墓ぷ麟娏魇怯幸欢ǚ秶拗频?，如果用不同的電壓來?qū)動(dòng)光 耦，則為了適應(yīng)光耦的工作電流，需要利用不同的電阻來實(shí)現(xiàn)光耦的工作電 流的匹配，本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置的光耦電路，因?yàn)槔昧撕懔鞫O 管，這樣就可以很方便的實(shí)現(xiàn)利用寬范圍電壓的供電也能適應(yīng)光耦的工作電 流的要求，同時(shí)也保護(hù)了光耦，延長(zhǎng)了光耦的使用壽命。
圖12為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的分路電路的電路圖，如 圖所示，分路電路13具體包括第三運(yùn)算放大器131和第四運(yùn)算放大器132， 第三運(yùn)算放大器包括第三同相輸入端1311、第三反向輸入端1312和第三輸出 端1310，第四運(yùn)算放大器132包括第四同相輸入端1321、第四反向輸入端1322 和第四輸出端1320。優(yōu)選的第三運(yùn)算放大器131和第四運(yùn)算放大器132的型 號(hào)是LM7322。
每一個(gè)光耦電路中的光耦121均連接一個(gè)分路電路13，光耦121的光敏 三極管1212的發(fā)射極連接一個(gè)分路電路13的第三運(yùn)算放大器131的第三反 相輸入端1312和第四運(yùn)算放大器132的第四同相輸入端1321，光耦121的光 敏三極管1212的集電極連接一個(gè)分路電路13的第三運(yùn)算放大器131的第三 同相輸入端1311和第四運(yùn)算放大器132的第四反向輸入端1322，這樣就可以 由分路電路13的第三運(yùn)算放大器131的第三輸出端1310，和第四運(yùn)算放大器 132的第四輸出端1320輸出兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN"'。
當(dāng)分路電路接收光耦發(fā)出的高電平時(shí)，經(jīng)過每一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端 輸出高電平，給運(yùn)算放大器輸入的電平有多少伏，則運(yùn)算放大器輸出的高電 平就有多少伏，因此，當(dāng)接收放大器輸出的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和MT'，的 設(shè)備需要波形為方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN"，的電壓為多少伏，則給 運(yùn)算放大器供給多少伏特的電壓即可。這不僅實(shí)現(xiàn)了分路功能，還可以實(shí)現(xiàn) 信號(hào)轉(zhuǎn)換功能，例如5V方波輸入，15V方波輸出，反之亦然。
在本實(shí)施例中，光耦電路中具有兩個(gè)光耦，每一 光耦連接一個(gè)分路電路，因^:本實(shí)施例的光電隔離脈沖分路裝置具有兩個(gè)分路電路，這樣本實(shí)施 例的光電隔離脈沖分路裝置輸入的一路差分脈沖信號(hào)，兩個(gè)分路電路的每一 個(gè)都會(huì)輸出兩路差分的或單端的脈沖信號(hào)，同理，如果光耦電路中具有多個(gè) 光耦，這樣光電隔離脈沖分路裝置就會(huì)具有多個(gè)分路電路，同理多個(gè)分路電 路中的每一個(gè)信號(hào)分路都會(huì)輸出一組差分脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了光電隔離脈沖分 路裝置的分路功能。就可以將信號(hào)輸入不同的設(shè)備進(jìn)行后續(xù)處理，例如測(cè)量。 另外，光電隔離脈沖分路裝置的光耦電路也可以只有一個(gè)光耦，所以只 能連接一個(gè)分路電路，也就只能輸出一個(gè)兩路脈沖信號(hào)，其實(shí)是仍然有意義 的，因?yàn)楣怆姼綦x脈沖分路裝置中的整形電路，仍然會(huì)對(duì)輸入的兩路脈沖信
號(hào)A和AN進(jìn)行整形，輸出與原始信號(hào)占空比相同的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'， 所以驅(qū)動(dòng)光耦電路中的光耦的是經(jīng)過整形的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'，最后通 過分路電路輸出的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN'"也是與原始信號(hào)的占空比相 同的，所以后續(xù)處理會(huì)更加精確，因此即便只連接一個(gè)分路電路也是可以的， 此時(shí)只起隔離作用。
由于每一個(gè)信號(hào)分電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN"'與光耦 電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A''和AN''是基本相同的，而光耦電路輸出 的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A"和AN"，又與整形電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A' 和AN'是基本相同的，而整形電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'的占 空比與原始信號(hào)幾乎相同，所以本實(shí)施例的光電隔離脈沖分路裝置可以通過 整形電路將信號(hào)進(jìn)行整形，從而使得光電隔離脈沖分路裝置輸出的多個(gè)兩路 標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN"'的占空比與原始信號(hào)相同，由于經(jīng)過整形和分 路輸出的脈沖信號(hào)雜波少，干凈，使得接收到的這些脈沖信號(hào)的設(shè)備對(duì)信號(hào) 的處理更精確，例如可以使得速度測(cè)量更加精確。
如圖13所示，為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的電路圖，本實(shí) 施例的光電隔離脈沖分路裝置包括整形電路11、光耦電路12和兩個(gè)分路電路 13。整形電路11、光耦電路12和兩個(gè)分路電路13順次相連接
19如圖14所示，為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一的信號(hào)處理流程 圖，參見圖14，信號(hào)處理具體包括如下步驟-
步驟101，整形電路11將輸入的脈沖信號(hào)A和AN進(jìn)行整形處理，輸出標(biāo) 準(zhǔn)脈沖信號(hào)A，和AN，；
整形電路11具有兩個(gè)運(yùn)算放大器，第一運(yùn)算放大器111和第二運(yùn)算放大 器112;,第一運(yùn)算放大器111的第一同相輸入端1111接收一路脈沖信號(hào)A， 例如編碼器2輸入的一路差分脈沖信號(hào)A，并且和第一輸出端1110和第二反 向輸入端1122相連接，第一同相輸入端1111接收到的同一路的一路脈沖信 號(hào)A，和第一輸出端1110輸出的信號(hào)A'疊加輸入到第二反向輸入端1122, 作為第二反向輸入端1122的輸入信號(hào)；第二運(yùn)算放大器112的第二同相輸入 端1121接收另一路脈沖信號(hào)AN，例如編碼器2輸入的另一路差分脈沖信號(hào) 肌并且和第二輸出端1120和第一反向輸入端1112相連接，第二同相輸入 端1121接收到的同一路的另一路脈沖信號(hào)AN，和第二輸出端1120輸出的信 號(hào)AN，疊加輸入到第一反向輸入端1112，作為第一反向輸入端1112的輸入 信號(hào)；
整形電路11的兩個(gè)運(yùn)算放大器第一運(yùn)算放大器111和第二運(yùn)算放大器 112將輸入的兩路脈沖信號(hào)A和AN，例如波形為鋸齒波的兩路差分脈沖信號(hào)， 進(jìn)行整形處理，處理為波形為方波的兩路差分標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN，，并且 和原始的脈沖信號(hào)的占空比是相同的；
步驟102，兩路差分標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN，驅(qū)動(dòng)光耦電路12，生成電 流標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A"和AN";
兩路差分標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN'通過驅(qū)動(dòng)光耦電路12的恒流二極管120， 然后再驅(qū)動(dòng)光耦電路12的光耦121，差分標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'和AN，通過光耦 121的發(fā)光二極管1211時(shí)，如果是A' 〉A(chǔ)N，發(fā)光二極管1211發(fā)光，光耦121 的光敏三極管1212受光后發(fā)射極產(chǎn)生電流，產(chǎn)生電流標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A，，和 AN，，；步驟103,電流標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A''和AN"輸入分路電路13中進(jìn)行分路 處理，每一個(gè)分路電路13分路輸出A"'和AN"';
分路電路包括兩個(gè)兩個(gè)運(yùn)算放大器，第三運(yùn)算放大器131和第四運(yùn)算放 大器132;每一個(gè)光耦121均連接一個(gè)分路電路13，光敏三極管1212的發(fā)射 極連接一個(gè)分路電路13的第三運(yùn)算放大器131的第三反相輸入端1312和第 四運(yùn)算放大器132的第四同相輸入端1321，光敏三極管1212的集電極連接一 個(gè)分路電路13的第三運(yùn)算放大器131的第三同相輸入端1311和第四運(yùn)算放 大器132的第四反向輸入端1322，這樣就可以由分路電路13的第三運(yùn)算放大 器131的第三輸出端1310，和第四運(yùn)算放大器132的第四輸出端1320輸出兩 路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN"'。
每一個(gè)信號(hào)分電路輸出的兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)A'"和AN"'的占空比與 原始信號(hào)的占空比相同，由于經(jīng)過整形和分路輸出的脈沖信號(hào)雜波少，干凈， 使得接收到的這些脈沖信號(hào)的設(shè)備對(duì)信號(hào)的處理更精確，例如可以使得速度 測(cè)量更加精確。
如圖15所示，為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二電路結(jié)構(gòu)框圖， 本實(shí)施例的光電隔離脈沖分路裝置包括電壓適配電路14、整形電路ll、光 耦電路12和兩個(gè)分路電路13。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二與光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例 一相比，增加了電壓適配電路14，作用是將輸入的電壓進(jìn)行適配后向整形電 路11和編碼器供電。圖16為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電壓 適配電路的電路圖，如圖16所示，電壓適配電路具體包括第一電壓輸入端141、 穩(wěn)壓管142、第二電壓輸入端143、第一電壓輸出端144、第二電壓輸出端145 和第一限流電阻146。優(yōu)選的穩(wěn)壓管的型號(hào)為7815。
第一電壓輸入端141通過第一限流電阻146與第一電壓輸出端144相連 接，并且與穩(wěn)壓管142的輸入端Vin相連接，穩(wěn)壓管142的輸出端Vout連接 第二電壓輸出端145，第二電壓輸入端143則與第一電壓輸出端144和第二電
21壓輸出端145相連接。優(yōu)選的穩(wěn)壓管142的型號(hào)是7815。第一電壓輸出端144 輸出的電壓是為編碼器2來供電的，而第二電壓輸出端145輸出的電壓是為 了向光電隔離脈沖分路裝置其他需要供電的電路進(jìn)行供電的，例如整形電路。
圖17為本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電壓適配電路的工作流 程圖，如圖17所示，具體包括如下步驟-
步驟201，判斷輸入的電壓高低，根據(jù)輸入電壓的不同，選擇不同的電壓 輸入端；
電壓適配電路包括兩個(gè)電壓輸入端，第一電壓輸入端141和第二電壓輸 入端143，因此可以具有兩個(gè)電壓輸入檔，每一電壓輸入端輸入的電壓不同； 如果是大于20V的高電壓供電則輸入第一電壓輸入端，執(zhí)行步驟211，如果是 小于20V的低電壓供電則輸入第二電壓輸入端，執(zhí)行步驟221，通常情況下供 電的范圍在5—30V之間；
步驟211,如果是大于20V的供電，例如30-20V之間的供電電壓輸入第 一電壓輸入端141，其中的一路通過第一限流電阻146(例如一個(gè)50Q的電阻) 進(jìn)行電流限流后，輸入第一電壓輸出端144;另一路則輸入穩(wěn)壓管142的輸入 端Vin，由穩(wěn)壓管142將第一電壓輸入端141輸入的30-20V之間的供電電壓 穩(wěn)壓為15V后輸出給第二電壓輸出端145;
歩驟212，第一電壓輸出端144將接收到的電壓輸入編碼器2中，第二電 壓輸出端145將穩(wěn)壓后的電壓輸入光電隔離脈沖分路裝置需要供電的部件；
步驟221，如果是小于20V的供電，例如20—5V之間的供電電壓輸入第 二電壓輸入端143，此時(shí)的供電電壓可以直接利用，第二電壓輸入端143將輸 入的20--5V之間的供電電壓直接輸入給第一電壓輸出端144和第二電壓輸出 端145;
步驟222，第一電壓輸出端144將接收到的電壓輸入到編碼器2中，第二 電壓輸出端145將接收到的電壓輸入光電隔離脈沖分路裝置需要供電的部件。 參見圖16所示，本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電壓適配電路，由其第二輸出端輸出的電壓，可以為整形電路的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算 放大器供電。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電壓式配電路，可以接收不同
的電壓，利用電壓分段供電的方式，將大于20V的供電電壓輸入第一電壓輸 入端，將小于20V的供電電壓輸入第二電壓輸入端，這樣可以使得光電隔離 脈沖分路裝置適用比較寬的供電電壓。
另外，由于通常情況下編碼器2與光電隔離脈沖分路裝置的距離比較遠(yuǎn)， 可以在編碼器2供電范圍允許內(nèi)，盡可能的提高光電隔離脈沖分路裝置的供 電電壓，由此提高了編碼器2的供電電壓，這樣有利于提高編碼器2輸出信 號(hào)的抗干擾能力，也可以更遠(yuǎn)距離的傳輸信號(hào)。
再如圖16所示，電壓適配電路還包括了第二限流電阻147和五個(gè)二極管 1481、 1482、 1483、 1484、 1485。第二限流電阻147是為了限流，而五個(gè)二 極管的作用均是為了單向?qū)ǎ乐闺娏骰亓鳌?br> 第一限流電阻146通過第一二極管1481和第一電壓輸出端144相連接， 第一電壓輸入端141通過第二二極管1482和第二限流電阻147與穩(wěn)壓管142 的輸入端Vin相連接，穩(wěn)壓管142的輸出端Vout通過第三二極管1483與第 二電壓輸出端145相連接，第二電壓輸入端143通過第四二極管1484與第一 電壓輸出端144相連接，通過第五二極管1485與第二電壓輸出端145相連接。
當(dāng)通過第一電壓輸入端141輸入高電壓的時(shí)候，第二電壓輸入端143沒 有電壓輸入的，其中的一路高電壓通過第一限流電阻146 (例如一個(gè)50Q的 電阻)進(jìn)行電流限流，并通過第一二極管1481單向?qū)?，輸出到第一電壓?出端144，由第一電壓輸出端144對(duì)編碼器2進(jìn)行供電；雖然第一電壓輸出端 144與第二電壓輸入端143是相連接的，但是因?yàn)榈谒亩O管1484的存在， 電流方向與四二極管1484是反向的，因此由第四二極管1484截止，所以是 無(wú)法輸入到第二電壓輸入端143中的。通過第一電壓輸入端141輸入的另一 路高電壓通過第二二極管1482單向?qū)?，再通過第二限流電阻147進(jìn)行限流后輸入穩(wěn)壓管142的輸入端Vin，由穩(wěn)壓管142將電壓穩(wěn)壓為15V后由輸出端 Vout輸出，經(jīng)過第三二極管1483單向?qū)?，輸出給第二電壓輸出端145，由 第二電壓輸出端145給光電隔離脈沖分路裝置的其他電路供電；雖然第二電 壓輸出端145與第二電壓輸入端143是相連接的，但是因?yàn)榈谖宥O管1485 的存在，電流方向與五二極管1485是反向的，因此由第五二極管1485截止， 所以是無(wú)法輸入到第二電壓輸入端143中的。
同理，當(dāng)通過第二電壓輸入端143輸入低電壓的時(shí)候，第一電壓輸入端 141沒有電壓輸入的，其中一路低電壓通過第四二極管1484單向?qū)ǎ敵?到第一電壓輸出端144,由第一電壓輸出端144對(duì)編碼器2進(jìn)行供電；雖然第 一電壓輸出端144與第一電壓輸入端141是相連接的，但是因?yàn)榈谝欢O管 1481的存在，電流方向與第一二極管1481是反向的，因此由第一二極管1481 截止，所以是無(wú)法輸入到第一電壓輸入端141中的。通過第二電壓輸入端143 輸入的另一低電壓通過第五二極管1485單向?qū)?，輸出給第二電壓輸出端 145，由第二電壓輸出端145給光電隔離脈沖分路裝置的其他電路供電；雖然 第二電壓輸出端145與第一電壓輸入端141是相連接的，但是因?yàn)榈谌O 管1483的存在，電流方向與第三二極管1483是反向的，因此由第三二極管 1483截止，所以是無(wú)法輸入到穩(wěn)壓管142的輸出端Vout的，而且再加之第二 二極管1482的存在，穩(wěn)壓管142輸入端Vin輸出的電流會(huì)被第二二極管1482 截止，所以電壓也是無(wú)法輸入到第一電壓輸入端141的。
這樣就會(huì)保持良好的單向?qū)ㄐ?，?dāng)由第一電壓輸入端141供電時(shí)，第 二電壓輸入端143沒有電壓輸入，由第二電壓輸入端143供電時(shí)，第一電壓 輸入端141沒有電流輸入。
整形電路11、光耦電路12和兩個(gè)分路電路13的具體結(jié)構(gòu)和工作過程與 光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例一相同。
本發(fā)明光電隔離脈沖分路裝置實(shí)施例二的電壓式配電路，可以接收不同 的電壓，這樣可以使得光電隔離脈沖分路裝置適用比較寬的供電電壓，還可以在編碼器供電范圍允許內(nèi)，盡可能的提高光電隔離脈沖分路裝置的供電電 壓來提高編碼器的供電電壓，有利于提高編碼器輸出信號(hào)的抗干擾能力，也 可以更遠(yuǎn)距離的傳輸信號(hào)。
因?yàn)楣怆姼綦x脈沖分路裝置是先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)分路設(shè)備，可以用于將增 量型編碼器產(chǎn)生的數(shù)字脈沖信號(hào)分送給多個(gè)相互隔離的設(shè)備，具有對(duì)脈沖信 號(hào)隔離、整形、放大的作用。本申請(qǐng)的光電隔離脈沖分路裝置提供兩路互為
90度相差的編碼器脈沖信號(hào)通道和一路標(biāo)記脈沖通道。輸入信號(hào)為差分信號(hào) (A/AN， B/BN， Z/ZN)也可為單端信號(hào)(A， B， Z);單端或差分輸入模式需 要經(jīng)過一組撥碼開關(guān)進(jìn)行選擇。輸出為同樣內(nèi)容的兩路隔離差分信號(hào)(也可 單端使用)。
以上所述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行 了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而 已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做 的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光電隔離脈沖分路方法，其特征在于，所述的方法包括對(duì)外部編碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的初始脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，并輸出整形后的脈沖信號(hào)；所述整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)光耦電路，生成一脈沖信號(hào)；將所述一脈沖信號(hào)放大后輸出，根據(jù)所述一脈沖信號(hào)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)測(cè)速處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電隔離脈沖分路方法，其特征在于，所述的 方法還包括將接收到的不同路輸入的不同范圍的電壓適配處理成所需的不同電壓， 并分路輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電隔離脈沖分路方法，其特征在于，所述將 接收到的不同路輸入的不同范圍的電壓適配處理成所需的不同電壓，并分路 輸出具體為將接收到的電壓通過限流電阻輸出給所述的外部編碼器，并且 將接收的電壓通過穩(wěn)壓管后輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電隔離脈沖分路方法，其特征在于，所述的方法還包括將接收的工作范圍的電壓直接輸出給所述的外部編碼器和旁路 輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電隔離脈沖分路方法，其特征在于，所述對(duì) 外部編碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形具體為將外部編 碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的兩路初始脈沖信號(hào)整形處理成兩路波形為標(biāo) 準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，并將兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)輸出；所述外部編碼器發(fā)送 的兩路初始脈沖信號(hào)的占空比與所述兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)的占空比相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電隔離脈沖分路方法，其特征在于，所述將 外部編碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的兩路初始脈沖信號(hào)整形處理成兩路波 形為標(biāo)準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)具體為第一運(yùn)算放大器的同相輸入端輸入外部編碼器發(fā)送的一路初始脈沖信號(hào)，反相輸入端疊加輸入所述的一路初始脈 沖信號(hào)和第二運(yùn)算放大器輸出的波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，并輸 出波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的另一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；第二運(yùn)算放大器的同相輸入端輸 入外部編碼器發(fā)送的另一路初始脈沖信號(hào)，反相輸入端疊加輸入所述的另一 路初始脈沖信號(hào)和所述的第一運(yùn)算放大器輸出的波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的另一路標(biāo) 準(zhǔn)脈沖信號(hào)，并輸出所述波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；其中所述的另一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)和一路初始脈沖信號(hào)的占空比相同，所述的 一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)和另一路初始脈沖信號(hào)的占空比相同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電隔離脈沖分路方法，其特征在于，所述將 所述一脈沖信號(hào)放大后輸出具體為將所述一脈沖信號(hào)通過多路放大后分路 輸出。
8. —種光電隔離脈沖分路裝置，其特征在于，所述的裝置包括-整形電路，用于對(duì)外部編碼器發(fā)送的初始脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，并輸出整形后的脈沖信號(hào)；光耦電路，用于被所述的整形電路輸出的整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，所述 的光耦電路再輸出 一脈沖信號(hào)；分路電路，用于將所述的光耦電路輸出的所述一脈沖信號(hào)放大后輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電隔離脈沖分路裝置，其特征在于，還包括 電壓適配電路，用于將接收到的不同路輸入的不同范圍的電壓適配處理成所 需的不同電壓，分路輸出給所述的外部編碼器，及所述的整形電路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電隔離脈沖分路裝置，其特征在于，所述的 電壓適配電路具體用于將接收的電壓通過限流電阻輸出給所述的外部編碼 器，并且將接收的電壓通過穩(wěn)壓管輸出給所述的整形電路。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電隔離脈沖分路裝置，其特征在于，所述的 電壓適配電路具體用于將接收的工作范圍的電壓直接輸出給所述的外部編碼 器和整形電路。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電隔離脈沖分路裝置，其特征在于，所述的 整形電路具體用于將外部編碼器發(fā)送的兩路初始脈沖信號(hào)整形處理成兩路波 形為標(biāo)準(zhǔn)方波的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，并將所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)輸出給所述光耦電路; 所述外部編碼器發(fā)送的兩路初始脈沖信號(hào)的占空比與所述整形電路輸出的兩 路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)的占空比相同。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電隔離脈沖分路裝置，其特征在于，所述 的整形電路具體包括第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器；所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端輸入外部編碼器發(fā)送的一路初始脈 沖信號(hào)，反相輸入端疊加輸入所述的一路初始脈沖信號(hào)和所述的第二運(yùn)算放 大器輸出的波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，并向所述的光耦電路輸出 另一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；所述的第二運(yùn)算放大器的同相輸入端輸入外部編碼器發(fā)送的另一路初始 脈沖信號(hào)，反相輸入端疊加輸入所述的另一路初始脈沖信號(hào)和所述的第一運(yùn) 算放大器輸出的波形為標(biāo)準(zhǔn)方波的另一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，并向所述的光耦電 路輸出所述一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；其中所述的另一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)和一路初始脈沖信號(hào)的占空比相同，所述的 一路標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)和另一路初始脈沖信號(hào)的占空比相同。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電隔離脈沖分路裝置，其特征在于，所述的 分路電路為多個(gè)分路電路，所述的光耦電路分別與所述的多個(gè)分路電路相連 接；所述的多個(gè)分路電路中的每一個(gè)分路電路將所述的光耦電路輸出的所述 一脈沖信號(hào)放大后輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光電隔離脈沖分路方法和光電隔離脈沖分路裝置，方法包括對(duì)外部編碼器發(fā)送的電動(dòng)機(jī)測(cè)速時(shí)生成的初始脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，并輸出整形后的脈沖信號(hào)；整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)光耦電路，生成一脈沖信號(hào)；將一脈沖信號(hào)放大后輸出，根據(jù)一脈沖信號(hào)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)測(cè)速處理。裝置包括整形電路，用于對(duì)外部編碼器發(fā)送的初始脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，并輸出整形后的脈沖信號(hào)；光耦電路，整形后的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)光耦電路，再輸出一脈沖信號(hào)；分路電路，用于將一脈沖信號(hào)放大后輸出。本發(fā)明利用整形電路對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，實(shí)現(xiàn)了不改變信號(hào)的占空比，從而有利于保證信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，提高信號(hào)的抗干擾能力，和對(duì)后續(xù)的信號(hào)的精確處理。
文檔編號(hào)H03K5/00GK101615901SQ200910090019
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者淳 岳, 段紀(jì)升, 偉 毛, 王俊成 申請(qǐng)人:北京京誠(chéng)瑞達(dá)電氣工程技術(shù)有限公司