一种光纤接口数字电压传感器制造技术

一种光纤接口数字电压传感器，包括高阻电压网络、ADC采样模块、门电路、隔离变压器、电平转换模块、处理器、光纤连接器、数字抽样滤波器、温度芯片、收发器；测量电压加到高阻电压网络上，高阻电压网络将高压信号进行分压转换成芯片能处理的低压小信号，低压小信号进入ADC采样模块进行抽样编码后，输出的信号送到门电路转为差分信号，门电路输出的差分信号通过隔离变压器传输到次边板电路；差分信号经电平转换模块转换为单端信号，该单端信号经处理器进行解码后，再由数字抽样滤波器进行抽样滤波处理，处理后的数据发送给处理器，处理器接收温度芯片检测到的温度进行精度补偿后把电信号通过收发器送到光纤连接器内转换为光信号并进行光纤传输。

A digital voltage sensor with optical fiber interface

The invention relates to an optical fiber interface digital voltage sensor, which comprises a high resistance voltage network, an ADC sampling module, a gate circuit, an isolation transformer, a level conversion module, a processor, an optical fiber connector, a digital sampling filter, a temperature chip and a transceiver; the measuring voltage is added to the high resistance voltage network, and the high resistance voltage network converts the high voltage signal into a low voltage small signal which can be processed by the chip After the low-voltage small signal enters the ADC sampling module for sampling coding, the output signal is sent to the gate circuit and converted into a differential signal, and the differential signal output by the gate circuit is transmitted to the secondary side board circuit through the isolation transformer; the differential signal is converted into a single terminal signal through the level conversion module, and the single terminal signal is decoded by the processor, and then sampled and filtered by the digital sampling filter, The processed data is sent to the processor, which receives the temperature detected by the temperature chip for precision compensation, and then sends the electrical signal to the optical connector through the transceiver to convert it into optical signal and carry out optical fiber transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤接口数字电压传感器
本技术涉及一种新能源汽车用电流传感器。
技术介绍
在轨道交通领域，数字电压传感器用于监测及测量：机车、客车、动车及地铁车辆的各关键点的电压数据，通过数字电压传感器对行驶过程中车辆各关键点电压数据的监测及测量，来随时掌握车辆的运行状况，数字传感器通过采集电压的模拟信号，把采集的模拟信号转化为数字信号后，通过电缆传输给系统设备。现有的数字电压传感器在长距离强干扰下传输时，容易受到外部的磁场、电场的干扰，信号传输时出现较大变化甚至信号失真，导致传感器的精度降低及数据传输速率低等问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种光纤接口数字电压传感器，使其既能提高数据的传输速度和安全可靠性，又能提高传感器的精度。本技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种光纤接口数字电压传感器，其特征在于：其包括原边板电路和次边板电路；所述原边板电路包括：高阻电压网络、ADC采样模块、门电路、隔离变压器；所述次边板电路包括：电平转换模块、处理器、光纤连接器、数字抽样滤波器、温度芯片、收发器；测量电压加到高阻电压网络上，高阻电压网络将高压信号进行分压转换成芯片能处理的低压小信号，低压小信号进入ADC采样模块进行抽样编码后，输出的信号送到门电路转为差分信号，门电路输出的差分信号通过隔离变压器传输到次边板电路；差分信号经电平转换模块转换为单端信号，该单端信号经处理器进行解码后，再由数字抽样滤波器进行抽样滤波处理，处理后的数据发送给处理器，处理器接收温度芯片检测到的温度，对采样数据进行精度补偿后，把电信号通过收发器送到光纤连接器内转换为光信号并进行光纤传输。更好地，上述原边板电路的ADC采样模块完成信号抽样及曼彻斯特编码，为数字抽样滤波器提供曼彻斯特编码及Σ-Δ码，次边板电路由数字抽样滤波器来完成对Σ-Δ码的抽取滤波，把曼彻斯特编码转换成高分辨率的线性脉冲编码调制的数字信号。更好地，上述次边板电路的电源由DC24V电源通过EMC滤波电路进行滤波，经电源模块转换为各电路需要的多组电压对次边板电路供电。更好地，通过次边板电源模块产生+5V脉宽信号，经隔离变压器输入到原边板的电源电路中，经滤波后整流成直流电压后，给上述原边板电路供电。更好地，还设置反向器，外部设备接收到光信号后通过光纤连接器由光信号转换成数字信号并经反向器反馈给数字信号处理器。更好地，上述数字信号处理器为FPGA（现场可编程门阵列）处理器或CPU（中央处理器）。与现有技术相比，本技术的优点在于：采用光纤作为数字电压传感器的数据传输媒介，不仅提高传感器的数据的传输速度和安全可靠性，同时可以提高传感器的精度。附图说明图1为本技术实施例光纤接口数字电压传感器的电路框图。图2为本技术实施例高阻电压网络的电路示意图。具体实施方式下面结合附图、实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，一种光纤接口数字电压传感器，其包括原边板电路和次边板电路。上述原边板电路包括：高阻电压网络1、ADC采样模块2、门电路3、隔离变压器4、电源电路5。上述次边板电路包括：EMC滤波电路6、电源模块7、电平转换模块8、FPGA处理器9、光纤连接器10、数字抽样滤波器11、温度芯片12、三态总线收发器13。原边板电路主要完成信号采样功能。测量电压通过传感器的原边高压端（HV+、HV-）直接加到原边板高阻电压网络1上（见图1），高阻电压网络1由6个高压电阻串联形成高压电阻网络，通过电阻缓冲、分压、采样电阻将高压信号转换为低压小信号，高阻电压网络1将高压信号进行分压转换成芯片能处理的低压小信号；低压小信号进入ADC采样模块2进行抽样编码后，输出的信号送到门电路3转为差分信号，门电路3输出的差分信号通过隔离变压器4传输到次边板电路。次边板电路接收差分数字信号后经电平转换模块8转为单端信号，后传送给数字信号处理器9，数字信号处理器9根据曼切斯特解码规则，将数据解码成时钟和采样数据，然后再将数据发送给数字抽样滤波器11进行抽样滤波，抽样滤波完成后数字抽样滤波器再返回数字信号处理器9。数字信号处理器9通过SPI串行总线读取数据，通过温度芯片12检测到的温度，并根据测量的温度精度补偿的参数及算法对采样数据进行精度补偿后，把电信号先通过三态总线收发器13，然后送到光纤连接器10内转换为光信号并进行光纤传输。上述原边板电路的ADC采样模块2完成信号抽样及曼彻斯特编码，为数字抽样滤波器11提供曼彻斯特编码及Σ-Δ码；次边板电路由数字抽样滤波器11来完成对Σ-Δ码的抽取滤波，把曼彻斯特编码转换成高分辨率的线性脉冲编码调制的数字信号。次边板的电源部份由DC24V电源通过EMC滤波电路6进行滤波，经电源模块7转换为各电路需要的多组电压对次边板电路进行供电。次边板通过电源模块7产生+5V脉宽信号，经隔离变压器4输入到原边板的电源电路5中，经滤波后整流成直流电压后，给原边板电路供电。还设置施密特反向器14，外部设备接收到光信号后通过光纤连接器10由光信号转换成数字信号并经施密特反向器14反馈给数字信号处理器9。上述数字信号处理器9为FPGA、CPU。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤接口数字电压传感器，其特征在于：其包括原边板电路和次边板电路；所述原边板电路包括：高阻电压网络、ADC采样模块、门电路、隔离变压器；所述次边板电路包括：电平转换模块、处理器、光纤连接器、数字抽样滤波器、温度芯片、收发器；测量电压加到高阻电压网络上，高阻电压网络将高压信号进行分压转换成芯片能处理的低压小信号，低压小信号进入ADC采样模块进行抽样编码后，输出的信号送到门电路转为差分信号，门电路输出的差分信号通过隔离变压器传输到次边板电路；差分信号经电平转换模块转换为单端信号，该单端信号经处理器进行解码后，再由数字抽样滤波器进行抽样滤波处理，处理后的数据发送给处理器，处理器接收温度芯片检测到的温度，对采样数据进行精度补偿后，把电信号通过收发器送到光纤连接器内转换为光信号并进行光纤传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤接口数字电压传感器，其特征在于：其包括原边板电路和次边板电路；所述原边板电路包括：高阻电压网络、ADC采样模块、门电路、隔离变压器；所述次边板电路包括：电平转换模块、处理器、光纤连接器、数字抽样滤波器、温度芯片、收发器；测量电压加到高阻电压网络上，高阻电压网络将高压信号进行分压转换成芯片能处理的低压小信号，低压小信号进入ADC采样模块进行抽样编码后，输出的信号送到门电路转为差分信号，门电路输出的差分信号通过隔离变压器传输到次边板电路；差分信号经电平转换模块转换为单端信号，该单端信号经处理器进行解码后，再由数字抽样滤波器进行抽样滤波处理，处理后的数据发送给处理器，处理器接收温度芯片检测到的温度，对采样数据进行精度补偿后，把电信号通过收发器送到光纤连接器内转换为光信号并进行光纤传输。


2.根据权利要求1所述的光纤接口数字电压传感器，其特征在于：所述原边板电路的ADC采样模块完成信号抽样及曼彻斯特编码，为数字抽样滤波器提供曼...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡成平，杨玉钊，邓翔，董迪，
申请(专利权)人：宁波中车时代传感技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33