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一种实用的线性隔离检测电路

来源:    作者:     发布时间:2015-04-09 17:55:23     点击数:
工字电感器与LED发出的伺服光通量呈线性比例,在选择器件时,两个光耦合器的特性应尽量保持一致。输出端所接的电压跟随器是为了保证输出电压的稳定性。

3.2工作原理分析

由图2可知:输出电流、输出电压的表达式分别为:

I3=k3I1(1)

UO=R3I3=k3R3I1(2)

反馈电流为:I2=k2I1(3)

式(1)、(2)、(3)中k3、k2分别为电路中两个光耦的电流传输比(非线性)。两个光耦的特性近似一致,可认为k2=k3,也即I2=I3。

此电路的工作原理如下:

在检测电路调节过程中,Ui有两种变化趋势,当输入电压Ui升高时,有Ui>R2I2,导致运放输出端电压升高,通过发光二极管的电流I1也随之增大,由于I2=k2I1,I3=kI1,I2、I3也增大,最终调节的结果是Ub=Ua=Ui,又因为I2=I3,因此输出电压UO与输入电压Ui相等,UO随着Ui的增大而线性增大。

反之,当输入电压Ui降低时,运放输出端电压降低,通过发光二极管的电流I1也随之减小,与上类似,输出电压UO=R2I2也随输入电压Ui的降低成比例地减小。

光耦的选择对电路的影响非常大,当光耦选择不适当时,k2与k3之间的差别比较大,但若此时k2与k3的变化是随着通过光耦电流的大小变化成比例的,即:k2=αk3,如果α为常量,输出电压与输入电压仍然保持线性关系,检测电路仍然能正常工作。但在一般情况下,α不是常量,导致检测电路的输出与输入电压不是线性关系,输出电压不会随着输入电压的变化而线性变化[2]。此时检测电路就不能正常工作。为了避免这种情况,应尽量选用特性一致的光耦。

4实验结果及其分析

根据所设计的检测电路进行实验,实验时,调节输入电压Ui的大小,并检测与之对应的输出电压UO的大小,实验结果如表1(a)所示。为了进行对比,同时测出没有反馈的光耦的输入与输出电压关系,并列在表1(b)。根据表1中(a)、(b)的数据分别绘出检测电路与单个光耦的传输特性,分别如图3(a)、(b)所示。

表1检测电路与单个光耦的传输特性

绕行电感 电感器生产
(a)检测电路的传输特性 (b)单个光耦的传输特性
输入电压(V) 输出电压(V) 比例(输出/输入) 输入电压(V) 输出电压(V) 比例(输出/输入)
0.621 0.624 1.034 0.038 0.001 0.026
1.053 1.084 1.030 0.092 0.塑封电感器022 0.293
1.976 2.030 1.030 0.227 0.161 0.709
3.051 3.151 1.033 0.455 0.584 1.插件电感284
4.010 4.153 1.035 0.701 1.180 1.683
5.182 5.368 1.037 0.864 1.622 1.877
6.019 6.232 1.035 1.113 2.330 2.093
7.030 7.291 1.037 1.420 3.260 2.956
8.138 8.450 1.038 1.620 3.830 2.364
9.260 9.578 1.035 1.830 4.230 2.311
10.33 10.69 1.035 2.001 4.320 2.159
11.37 11.47 1.008 2.140 4.3602.一体电感037
1

1.2位置检测电路设计 本文交流伺服电机中所采用的编码器为多摩川公司生产的型号为TS5668N21的17贴片电感厂位绝对式编码器,一般的做法是采用生产厂商提供的专用芯片进行数据处理,但该做法有一个缺

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