脉冲信号数值收集的准确度和稳定性决策了所有工程的运作靠谱水平，殊不知，当场艰苦环境，影响比较严重，为了更好地对脉冲信号的线形变换而不把当场的各种各样噪音影响引进到自动控制系统，务必将被测脉冲信号与操控系统中间开展较好的线形防护。一般状况下，直流电隔离措施可使用专用型防护运放电路（ISO124系列）选配一个高精密防护直流稳压电源，根据电气设备藕合的方法来保持被测脉冲信号与自动控制系统的线形防护，但这些办法费用较高并且温漂很大。文中选用线性光耦HCNR201完成了被测脉冲信号与操控系统两者之间的线形防护。线性光耦的防护基本原理与一般光电耦合器沒有很大区别，仅仅将更改了一般光电耦合器的多发单收方式，提升一个用以意见反馈的光电二极管而且扩大了线形地区。2个光电二极管全是离散系统的，但其离散系统特点全是一样的，因此 还可以根据意见反馈通道的离散系统来相抵直通通路的离散系统，进而达到了讯号的线形传送。

　　HCNR201的原理

　　HCNR201是Avago企业推行的高线性光耦元器件，根据外接不一样的分立器件，能够完成交直流电流和电流的光学防护变换电源电路，其构造如图所示1所显示。HCNR201由性能卓越的AlGaAs型发光二极管及2个具备严苛占比关联的光电二极管PD1和PD2组成。当发光二极管中穿过电流量IF时，其所产生的眼会在光电二极管中PD1、PD2磁感应出正比例于LED亮度单位的光电流IPD1、IPD2，在其中IF、 IPD1、IPD2达到下列关联：

　　式中K1、K2分别为发光二极管PD1、PD2的电流量传送比，其典型值为0.48，范畴为0.36～0.72；K3为该光电耦合器的传送增益值，其典型值为 1，范畴为0.95～1.05。

图1 HCNR201內部框架图

　　光电二极管PD1连接键入控制回路，用以检验和平稳AlGaAs型发光二极管的亮度单位，合理地解决了发光二极管的离散系统、飘移等特点，而光电二极管PD2做为輸出控制电路的一部分，能造成与发光二极管亮度单位成线性相关的光电流，完成精确测量电源电路与輸出电源电路中间的线形传送。特点极为类似的光电二极管及优秀的封裝加工工艺确保了该光电耦合器的高线性、传送增益值平稳等特点。

　　工作电压、电流量精确测量线路的原理

　　图2得出了精确测量工作电压、电流量的电路设计图，本电源电路完成了被测信号与系统的防护及线形精确测量的双向作用，它既可精确测量交流电压数据信号、也可精确测量直流电流数据信号：当脱针JP跳至1和2时，该电源电路开展交流电压精确测量；当脱针跳至1和2时，该电源电路将键入直流电流Iin转化成交流电压开展精确测量。稳压极管D1可避免过压对线路的冲击性，具有维护精确测量线路的功效。电压跟随器A1具备键入高特性阻抗、輸出低特性阻抗的特点，可以高效地减少取样电源电路的负荷对输进讯号的危害，促使后一级的电源电路更平稳地工作中。电容器C1、C2用以避免运算放大器A2、A3自激振荡状况，使放大器电路平稳地工作中。运算放大器A2、发光二极管 LED、光电二极管PD1与阻容元器件一起组成键入电源电路，光电二极管PD1为运算放大器A2引进负的反馈，若发光二极管LED亮度单位产生变化，运算放大器A2便会调节 IF的高低以调整发光二极管的亮度单位，进而促使平稳穿过光电二极管PD1、PD2的电流量。运算放大器A3、光电二极管PD2与阻容元器件一起组成輸出电源电路，将穿过光电二极管PD2的光电流数据信号变换为电流数据信号。

图2 工作电压、电流量精确测量电源电路

　　1 工作电压精确测量机理剖析

　　被测数据信号是工作电压数据信号Vin时，将脱针跳至1、2。依据运放电路“虚断”、“虚短” 特点，有：

　　2 电流量精确测量机理剖析

　　被测数据信号是电流量数据信号Iin时，将脱针跳至2、3，取样电阻器R1将电流量数据信号转换为电流数据信号，以供事后的电源电路精确测量。这时，工作电压精确测量线路的键入电流为

　　试验結果与剖析

　　为增强测量精度，运放电路A1、A2、A3选用ADI企业的高精密运算放大器AD8672，选用±12V开关电源供电系统，必须 特别注意的是运算放大器A1、A2与运算放大器A3的开关电源和地要搞好防护，以避免 外部电磁干扰根据开关电源和地窜进到系统软件中。根据Pspice模拟仿真和频繁的试验，最后电阻器R2、R3、 R4选择为200kΩ、1kΩ、200kΩ,电容器C1、C2选择为4700pF，稳压极管选择为UDZ10。依据公式计算（7）得知：Uout=K3Uin。

　　对范畴为0～10V的交流电压数据信号完成精确测量，对于不一样的键入工作电压，对输出电压开展精确测量，获得20组数据信息，如表1所显示。应用Excel“图表工具”中“XY散点图”开展剖析，获得拟合直线方程式为y=0.9981x 0.001，如图所示3所显示。运用该拟合直线可估算出工作电压精确测量线路的线性为 0.75%。

图3 工作电压精确测量时I/O的关联

图4 精确测量电流量时I/O的关联

　　对范畴0～30mA直流电流开展精确测量，对于不一样的键入电流量，对输出电压开展精确测量，获得6组数据信息，如表1所显示。一样运用Excel的专用工具制作出键入电流量与输出电压的关系图，如图所示4所显示，并获得拟合直线方程式为y=x-0，运用该线性拟合方程计算出电流量精确测量线路的线性为0.85%。

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