專利名稱：一種脈沖信號傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖信號傳輸方法，屬于信號處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在一些脈沖或者直流工作的設(shè)備中，會出現(xiàn)脈沖持續(xù)大范圍變化的情況，脈沖寬度從毫微秒級到數(shù)十毫秒間變化，此時，傳統(tǒng)用于脈沖隔離傳輸?shù)淖儔浩鞑辉龠m用，通常采用的解決方法是利用光電轉(zhuǎn)換方式將脈沖信號轉(zhuǎn)換為光信號后利用光纖實現(xiàn)對脈沖信號的隔離傳輸。 但是，在高電壓隔離傳輸場合，利用光電傳輸單元所占用的體積比較大，光電發(fā)送及接收裝置在高電壓絕緣中采用灌封應(yīng)用時需要解決光纖連接器的密封問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提供了一種脈沖信號傳輸方法，在高電壓隔離傳輸場合，利用本發(fā)明將寬脈沖信號調(diào)制成窄脈沖信號后，再采用隔離變壓器實現(xiàn)信號的傳輸，由本發(fā)明不采用光電傳輸單元，因而占用的體積小，且實現(xiàn)簡單，造價低。本發(fā)明方法的具體實現(xiàn)步驟如下首先，將脈沖信號輸入基于同步雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路；其次，所述信號調(diào)理電路將脈沖信號轉(zhuǎn)換為窄脈沖信號，并通過隔離變壓器輸出；最后，接收端將接收到的窄脈沖信號轉(zhuǎn)換為原脈沖信號。所述基于同步雙穩(wěn)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路包括四個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-l、A-2、B-I和B-2，四個與門Y1、Y2、Y3和Y4，一個與非門XI，一個脈沖驅(qū)動電路和一個隔離變壓器T ；其中，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的電容節(jié)點端C外接一個電容Cl后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻Rl后與電源VDD相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的電容節(jié)點端C外接一個電容C2后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R2后與電源VDD相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的電容節(jié)點端C外接一個電容C3后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R3后與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的下降沿觸發(fā)端B相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的電容節(jié)點端C外接一個電容C4后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R4后與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的下降沿觸發(fā)端B相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的下降沿觸發(fā)端B分別與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的下降沿觸發(fā)端B、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的下降沿觸發(fā)端B和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的下降沿觸發(fā)端B相連；輸入信號分別送入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的清零端CLR，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的反相輸出端^與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的上升沿觸發(fā)端A相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的反相輸出端Q與第一個與門Yl的第I輸入端相連,第一個與門H的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的上升沿觸發(fā)端A相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的輸出端Q與第二個與門Y2的第I輸入端相連，第二個與門Y2的輸出端與集成脈沖驅(qū)動電路的第一輸入端INl相連；同時，輸入信號還分別送入第二個與門Y2和第一個與門H的第2輸入端；輸入信號還分別送入與非門Xl的兩個輸入端，與非門Xl的輸出端分別與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的清零端CLR相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的反相輸出端^與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的上升沿觸發(fā)端A相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的反相輸出端^與第四個與門Y4的第I輸入端相連，第四個與門Y4的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的上升沿觸發(fā)端A相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的輸出端Q與第三個與門的第I輸入端相連，第三個與門Y3的輸出端與集成脈沖驅(qū)動電路的第2個輸入端IN2相連；
同時，與非門Xl的輸出端分別與第三個與門Y3和第四個與門Y4的第2輸入端相連；集成脈沖驅(qū)動電路的同相輸出端與隔離變壓器的輸入端相連，隔離變壓器輸出變換后的脈沖信號。有益效果利用基于同步雙穩(wěn)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路將寬脈沖信號調(diào)理成窄脈沖信號后，可利用技術(shù)成熟的隔離變壓器對信號進行隔離傳輸，由于在信號傳輸過程中，沒有用到光電傳輸單元，因而占用的體積小且實現(xiàn)電路簡單?；诿}沖信號調(diào)制思想，利用常見的可再重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)集成電路、集成脈沖驅(qū)動電路、與門電路、非門電路，通過電路間的有機結(jié)合，利用隔離變壓器將單極性脈沖或直流信號變換為同步雙極性脈沖調(diào)制信號，其中，利用兩個可再重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)集成電路，構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器；利用與門電路，實現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的同步工作；利用集成脈沖驅(qū)動電路實現(xiàn)雙路信號驅(qū)動。本發(fā)明能夠滿足高電壓隔離傳輸場合下脈沖信號調(diào)理的要求，且實現(xiàn)簡單，造價低；


圖I為本發(fā)明的電路原理圖；圖2為本發(fā)明電路中相應(yīng)點出的信號波形圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種脈沖信號傳輸方法，該方法能夠滿足高電壓隔離傳輸場合下脈沖信號調(diào)理的要求，且實現(xiàn)簡單，造價低。下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。一種脈沖信號傳輸方法具體實現(xiàn)步驟如下首先，將脈沖信號輸入基于同步雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路；其次，所述信號調(diào)理電路將脈沖信號轉(zhuǎn)換為窄脈沖信號，并通過隔離變壓器輸出；最后，接收端將接收到的窄脈沖信號轉(zhuǎn)換為原脈沖信號。如附圖I所示，所述基于同步雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路包括四個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I、A-2、B-I和B-2，四個與門Y1、Y2、Y3和Y4，一個與非門XI，一個脈沖驅(qū)動電路
和一個隔離變壓器T ；在本實施例中，四個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I、A_2、B-I和B_2由兩個可再重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)集成電路CD4098實現(xiàn)，四個與門Y1、Y2、Y3和Y4由一個CD4081實現(xiàn)，一個與非門Xl由一個⑶4011實現(xiàn)，一個脈沖驅(qū)動電路由TPS2812實現(xiàn)；其中，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的電容節(jié)點端C外接一個電容C I后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻Rl后與電源VDD相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的電容節(jié)點端C外接一個電容C2后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC 相連，RC端外接一個電阻R2后與電源VDD相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的電容節(jié)點端C外接一個電容C3后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R3后與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的下降沿觸發(fā)端B相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的電容節(jié)點端C外接一個電容C4后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R4后與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的下降沿觸發(fā)端B相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的下降沿觸發(fā)端B分別與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的下降沿觸發(fā)端B、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的下降沿觸發(fā)端B和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的下降沿觸發(fā)端B相連；輸入信號分別送入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的清零端CLR，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的反相輸出端^與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的上升沿觸發(fā)端A相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的反相輸出端Q與第一個與門Yl的第I輸入端相連,第一個與門H的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的上升沿觸發(fā)端A相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的輸出端Q與第二個與門Y2的第I輸入端相連，第二個與門Y2的輸出端與集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的第一輸入端INl相連；同時，輸入信號還分別送入第二個與門Y2和第一個與門H的第2輸入端；輸入信號還分別送入與非門Xl的兩個輸入端，與非門Xl的輸出端分別與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的清零端CLR相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的反相輸出端^與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的上升沿觸發(fā)端A相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的反相輸出端^與第四個與門Y4的第I輸入端相連，第四個與門Y4的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的上升沿觸發(fā)端A相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的輸出端Q與第三個與門的第I輸入端相連，第三個與門Y3的輸出端與集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的第2個輸入端IN2相連；同時，與非門Xl的輸出端分別與第三個與門Y3和第四個與門Y4的第2輸入端相連；集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的兩個同相輸出端分別與隔離變壓器的兩個輸入端相連，隔離變壓器輸出變換后的脈沖信號。本發(fā)明的工作流程如下( I)當(dāng)輸入信號由低電平轉(zhuǎn)為高電平時加在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的清零端的信號變?yōu)楦唠娖?，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2處于正常工作狀態(tài)；輸入信號與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的反相輸出取與后由低電平變?yōu)楦唠娖剑斎雴畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的上升沿觸發(fā)端A，使其輸出端Q輸出高電平，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的反相輸出端Q輸出低電平，輸出的低電平送入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的上升沿觸發(fā)端B，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I輸出的高電平信號與輸入信號取與后，送入集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的第一輸入端IN1，集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的同相輸出端OUTl輸出的信號經(jīng)隔離變壓器后，將高電平信號輸出；—段時間tl后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的輸出端Q輸出的信號變?yōu)榈碗娖?，反相輸出端^輸出的信號變?yōu)楦唠娖剑唠娖剿腿雴畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的上升沿觸發(fā)端B，低電平與輸入信號取與后，使得送入集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的第一輸入端INl的信號變?yōu)榈碗娖?，最終使得隔離變壓器的輸出信號變?yōu)榈碗娖剑瑫r，由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的上升沿觸發(fā)端B的輸入信號由低電平變?yōu)楦唠娖?，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的反相輸出端0輸出低電平，與輸入信號取與后的低電平送至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的上升沿觸發(fā)端A，不能改變單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的輸出端Q和反相輸出端Q輸出信號的電平，一段時間t2后，A-2的反相輸出端Q輸出高電平，與輸入信號取與后的高電平送至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的上升沿觸發(fā)端A，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的輸出端Q的輸出信號變?yōu)楦唠娖剑?
輸入信號經(jīng)過與非門取反后，加在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的清零端的信號均變?yōu)榈碗娖?，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的輸出端均被強制清零，輸出端輸出低電平，反相輸出端輸出高電平；(2)當(dāng)輸入信號由高電平轉(zhuǎn)為低電平時加在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的清零端的信號均變?yōu)榈碗娖?，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的輸出端均被強制清零，輸出端輸出低電平，反相輸出端輸出高電平；輸入信號經(jīng)過非門取反后，加在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的清零端的信號均變?yōu)楦唠娖剑瑔畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2均處于正常工作狀態(tài)；輸入信號與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的反相輸出取與后由低電平變?yōu)楦唠娖?輸入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的上升沿觸發(fā)端A,使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的輸出端Q輸出高電平,反相輸出端Q輸出低電平，輸出的低電平送入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的上升沿觸發(fā)端A，輸出的高電平信號與輸入信號取與后，送入集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的第二輸入端IN2，集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的同相輸出端OUTl輸出的信號經(jīng)隔離變壓器后，將高電平信號反相輸出；—段時間t3后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的輸出端Q輸出的信號變?yōu)榈碗娖?，而反相輸出端^輸出的信號變?yōu)楦唠娖?，高電平送入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的上升沿觸發(fā)端A，低電平與輸入信號取與后，使得送入集成脈沖驅(qū)動電路TPS2812的第二輸入端IN2的信號變?yōu)榈碗娖剑罱K使得隔離變壓器的輸出信號變?yōu)榈碗娖?，同時，由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的上升沿觸發(fā)端A的輸入信號由低電平變?yōu)楦唠娖?使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的反相輸出端Q輸出低電平，與輸入信號取與后的低電平送至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的上升沿觸發(fā)端A，不能改變單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的輸出端和反相輸出端輸出信號的電平，一段時間t4后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的反相輸出端0輸出高電平，與輸入信號取與后的高電平送至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的上升沿觸發(fā)端A，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的輸出端Q的輸出信號變?yōu)楦唠娖剑凰鰰r間由組成定時阻容網(wǎng)絡(luò)的各電阻值和對應(yīng)的電容值決定。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的一種較佳實例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于同步雙穩(wěn)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路，其特征在于 包括四個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-ι、A-2、B-I和B-2，四個與門Yl、Y2、Y3和Y4，一個與非門XI，一個脈沖驅(qū)動電路和一個隔離變壓器T ； 其中，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的電容節(jié)點端C外接一個電容C I后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻Rl后與電源VDD相連； 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的電容節(jié)點端C外接一個電容C2后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R2后與電源VDD相連； 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的電容節(jié)點端C外接一個電容C3后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R3后與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的下降沿觸發(fā)端B相連； 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的電容節(jié)點端C外接一個電容C4后與阻容網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點端RC相連，RC端外接一個電阻R4后與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的下降沿觸發(fā)端B相連； 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的下降沿觸發(fā)端B分別與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的下降沿觸發(fā)端B、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的下降沿觸發(fā)端B和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的下降沿觸發(fā)端B相連； 輸入信號分別送入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的清零端CLR，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的反相輸出端^與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的上升沿觸發(fā)端A相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-2的反相輸出端Q與第一個與門Yl的第I輸入端相連，第一個與門Yl的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的上升沿觸發(fā)端A相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器A-I的輸出端Q與第二個與門Y2的第I輸入端相連，第二個與門Y2的輸出端與集成脈沖驅(qū)動電路的第一輸入端INl相連； 同時，輸入信號還分別送入第二個與門Y2和第一個與門Yl的第2輸入端； 輸入信號還分別送入與非門Xl的兩個輸入端，與非門Xl的輸出端分別與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的清零端CLR相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的反相輸出端^與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的上升沿觸發(fā)端A相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-2的反相輸出端0與第四個與門Y4的第I輸入端相連，第四個與門Y4的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的上升沿觸發(fā)端A相連；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器B-I的輸出端Q與第三個與門的第I輸入端相連，第三個與門Y3的輸出端與集成脈沖驅(qū)動電路的第2個輸入端IN2相連； 同時，與非門Xl的輸出端分別與第三個與門Y3和第四個與門Y4的第2輸入端相連；集成脈沖驅(qū)動電路的同相輸出端與隔離變壓器的輸入端相連，隔離變壓器輸出變換后的脈沖信號。
2.一種脈沖信號傳輸方法，其特征在于該方法米用權(quán)利要求I所述的基于同步雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路； 首先，將脈沖信號輸入所述信號調(diào)理電路； 其次，所述信號調(diào)理電路將脈沖信號轉(zhuǎn)換為窄脈沖信號，并通過隔離變壓器輸出； 最后，接收端將接收到的窄脈沖信號轉(zhuǎn)換為原脈沖信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脈沖信號傳輸方法，屬于信號處理領(lǐng)域。本發(fā)明采用基于同步雙穩(wěn)多諧振蕩器的信號調(diào)理電路對輸入信號調(diào)理，而后接收端將調(diào)理后的信號轉(zhuǎn)換為原信號。所述信號調(diào)理電路包括一個隔離變壓器、一個集成脈沖驅(qū)動電路和兩個可再重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)集成電路，其中，兩個可再重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)集成電路構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，利用集成脈沖驅(qū)動電路實現(xiàn)雙路信號驅(qū)動，利用隔離變壓器將單極性脈沖或直流信號變換為雙極性脈沖調(diào)制信號，本發(fā)明能夠滿足高電壓隔離傳輸場合下脈沖信號調(diào)理的要求，且實現(xiàn)簡單，造價低。
文檔編號H03K3/033GK102970004SQ20121044361
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者蔣洪衛(wèi), 沙亮, 張彥 申請人:中國船舶重工集團公司第七二三研究所