專利名稱：用于大型輻射成象系統(tǒng)的隔離式模數(shù)變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模數(shù)變換電路，屬基本電子電路領(lǐng)域。
現(xiàn)代輻射成象檢測系統(tǒng)一般都需要使用模數(shù)變換電路將探測器輸出的模擬信號變?yōu)閿?shù)字形式送進(jìn)計算機(jī)中進(jìn)行處理。然而在大型輻射成象系統(tǒng)中，運行環(huán)境會產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，影響模數(shù)變換電路的正常工作，造成輸出的數(shù)字信號精度低，結(jié)果是圖象噪聲大、質(zhì)量差。通常的解決辦法之一是加強(qiáng)接地結(jié)構(gòu)，通過降低地線上的噪聲電平來抑制干擾對模數(shù)變換電路的影響。但是由于大型輻射成象系統(tǒng)中電子學(xué)電路模塊分布空間大，相互間距離長，干擾源多，而且干擾成分復(fù)雜，光靠通過改進(jìn)接地性能，不僅很難獲得滿意效果，而且成本相當(dāng)高。解決辦法之二是采用隔離技術(shù)，但目前已有的隔離技術(shù)只能抑制計算機(jī)產(chǎn)生的干擾，而對外部其它干擾源對模數(shù)變換本身的干擾不起作用。
本發(fā)明的目的是提供一種可以消除外界電、磁干擾的模數(shù)變換電路。
本發(fā)明的模數(shù)變換電路由模數(shù)變換部分，信號隔離部分和數(shù)據(jù)采集控制部分三部分組成。所說的模數(shù)變換部分由獨立的隔離式供電單元和模數(shù)變換電路組成。所說的信號隔離部分由隔離器件及其外圍元件組成。所說的數(shù)據(jù)采集控制部分由非隔離的供電單元和鎖存驅(qū)動器及其外圍元件組成。由于本模數(shù)變換電路采取了電源隔離(即模數(shù)變換部分使用獨立的隔離式供電電源，與系統(tǒng)其它電子學(xué)部分無連接)和數(shù)字信號的隔離式連接(即用隔離器件將邏輯控制信號與數(shù)字輸出信號在邏輯上實現(xiàn)連接)，所以可以使環(huán)境干擾無法進(jìn)入模數(shù)變換部分，從而抑制干擾噪聲對模數(shù)變換的影響，提高圖象質(zhì)量。
模數(shù)變換部分的隔離式供電單元可采用變壓器隔離供電方式，也可以采用其它隔離供電方式。信號隔離部分的隔離器件采用四個無源四路光耦器件和兩個有源單路光耦器件，也可以采用其它信號隔離器件或光耦的其它組合方式。
說明附圖如下圖1為本發(fā)明模數(shù)變換電路原理圖。
結(jié)合


實施例如下本發(fā)明模數(shù)變換電路(圖1)由模數(shù)變換部分(Ⅰ)、信號隔離部分(Ⅱ)、數(shù)據(jù)采集控制部分(Ⅲ)組成(見圖1虛線框)。
模數(shù)變換部分(Ⅰ)框內(nèi)左上方的三個變壓器隔離式穩(wěn)壓電源分別提供+5伏(由TA，BA，CA1，REGA和CA2構(gòu)成)，+15伏(由TB，BB，CB1，REGB和CB2構(gòu)成)，和-15伏(由TC，BC，CC1，REGC和CC2構(gòu)成)的直流電源供該部分使用，實現(xiàn)模數(shù)變換的電源隔離。每個供電單元都是采用橋式整流，電容濾波，三端穩(wěn)壓器組成的。模數(shù)變換的主要功能器件是跟隨放大器(U1和R2組成)，模數(shù)變換器(U2)，驅(qū)動器(U3和U4)，以及反相器U13∶A。另外RA1-RA4構(gòu)成光耦初級電流回路的限流電阻。R3是U11初級的限流電阻。
信號隔離部分(Ⅱ)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號和控制信號的隔離。共有6個器件。U5-U8是4路無源光耦器件，U11和U12則是單路有源光耦器件，U5-U8初級受U3和U4的驅(qū)動，次級把信號送到U9和U10。
數(shù)據(jù)采集控制部分(Ⅲ)使用非隔離電源(由TD，BD，CD1，REGD，CD2組成)提供的VCC電源。電源也采用橋式整流器、電容濾波器、三端穩(wěn)壓器組成。U9和U10是鎖存驅(qū)動器，接收U5-U8送來的信號，RA5-RA8是光耦次級的限流電阻。R4則是光耦U12的初級電流回路限流電阻。
本模數(shù)變換電路工作過程如下模擬信號Ⅵ通過跟隨放大器(U1)后進(jìn)入模數(shù)變換器(U2)，U2變換出來的結(jié)果數(shù)字信號經(jīng)過驅(qū)動器(U3，U4)驅(qū)動光耦器件U5-U8，光耦的輸出將數(shù)字結(jié)果送入鎖存器(U9，U10)，鎖存器再將數(shù)據(jù)發(fā)送出去給計算機(jī)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。
計算機(jī)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)發(fā)來的“啟動”(START)脈沖信號經(jīng)過光耦U12啟動模數(shù)變換，變換狀態(tài)(STAT)信號經(jīng)反相器U13∶A后分成兩路，一路控制驅(qū)動器(U3，U4)的使能;另一路驅(qū)動光耦U11向計算機(jī)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)發(fā)送“變換結(jié)束”(EOC)信號。
計算機(jī)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)發(fā)來的“鎖存”(LATCH)信號用于鎖存數(shù)字結(jié)果，“選擇”(-SEL)信號用于選通本模數(shù)變換電路單元的輸出。
當(dāng)系統(tǒng)運行環(huán)境存在很強(qiáng)電磁干擾(輻輻源運行時產(chǎn)生的干擾，大功率拖車裝置運行產(chǎn)生的干擾，以及計算機(jī)和其它數(shù)字電路裝置產(chǎn)生的干擾)的條件下，模數(shù)變換部分仍可以正常工作，輸出精確的變換結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種用于大型輻射成象系統(tǒng)的隔離式模數(shù)變換電路，其特征是模數(shù)變換電路由模數(shù)變換部分，信號隔離部分和數(shù)據(jù)采集控制部分三部分組成，所說的模數(shù)變換部分通過獨立的隔離式供電電源和數(shù)字信號隔離器件實現(xiàn)與外界其它部分的電氣隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的隔離式模數(shù)變換電路，其特征是所說的模數(shù)變換部分中的三組獨立隔離式供電單元由隔離變壓器、整流器及濾波器、穩(wěn)壓元件組成，所說的模數(shù)變換電路由跟隨放大器、模數(shù)變換器、驅(qū)動器及其外圍元件組成，所說的信號隔離部分由無源光耦器件和有源光耦器件及其外圍元件組成，所說的數(shù)據(jù)采集控制部分由整流器及濾波器、穩(wěn)壓元件組成的供電單元和鎖存驅(qū)動器及其外圍元件組成。
全文摘要
一種用于大型輻射成象系統(tǒng)的隔離式模數(shù)變換電路，屬基本電子電路領(lǐng)域。本模數(shù)變換電路由有獨立供電單元的模數(shù)變換部分、信號隔離部分、數(shù)據(jù)采集控制部分三部分組成。由于采取了獨立的供電單元和信號隔離措施，所以可以避免外界電、磁干擾對模數(shù)變換電路的影響，可以大大提高圖象的成象質(zhì)量。
文檔編號H03M1/06GK1112754SQ9510495
公開日1995年11月29日 申請日期1995年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月15日
發(fā)明者康克軍, 王經(jīng)瑾 申請人:清華大學(xué)