200 kW脉宽机高末帘栅压的采样

用555定时器、C12、R17等元器件组成脉冲信号发生器。产生的脉冲信号的宽度由R17和C12的值决定，时间常数T=1．1×R17×C12调整R17或C12的值，使脉冲信号的频率为5 kHz左右，调整脉冲信号发生器电路中的电阻R15，使脉冲信号的占空比KT=0．5。随后将脉冲信号送到由集成电路5532及C11组成的三角波形成电路。
由于脉冲信号的占空比KT=0．5，所以三角波电路形成的为等腰三角形，满足脉宽调制电路需求。三角波形成电路是积分电路，C11为积分电容。在理想情况下，输出电压是输入电压的积分，但由于集成运放的输入失调电压、偏置电流及其漂移的影响，积分电压会产生误差，因此选用输入失调电压、输入偏置电流较小的集成运放。另外积分电容值越小，产生误差越大，三角波线性越差；积分电容值越大，产生误差越小，三角波线性越好，但输出三角波信号电压的幅值较小。又由于三角波信号电压的幅值决定了光电耦合传感器的放大倍数，当三角波信号电压的幅值较小时，光电耦合传感器的放大倍数较大，但抗干扰性能差。因此在满足幅值的前提下，积分电容值尽量大些。

根据计算机实时监控系统的需求，脉冲信号幅值调整为6 V左右，三角波信号电压的幅值也调整为6 V左右，通过调整可调电阻W3来实现。有源低通滤波器输出的帘栅压采样信号送入比较器LM311的同相输入端，三角波信号经隔直电容后送到比较器LM311的反相输入端，两个信号进行比较。比较器的工作过程：(1)无帘栅压采样信号时：三角波信号电压的幅值>0 V，比较器输出低电平；三角波信号电压的幅值0 V，比较器输出高电平。(2)有帘栅压采样信号时：三角波信号电压的幅值>帘栅压采样信号，比较器输出低电平；三角波信号电压的幅值帘栅压采样信号，比较器输出高电平。
当高末电子管帘栅压采样信号大时，比较器输出的脉冲信号占空比大，当高末电子管帘栅压采样信号小时，比较器输出的脉冲信号占空比小，从而实现高末电子管帘栅压采样信号对脉冲信号的调宽。从比较器LM311输出的调宽脉冲信号送到光发生器DS1，光发生器DS1将其转换为带有采样信息的光信号。当比较器输出低电平时，光发生器发光；当比较器输出高电平时，光发生器关闭。这样光发生器DS1发出的光信号就可与调宽脉冲信号保持同步。
光发生器DS1发出的光信号经光缆传送到光接收器DS2。有光时，光接收器DS2输出低电平，低电平的电压值接近稳压管ZD201的电压值，约为-6．1 V。无光时，光接收器DS2输出高电平，高电平的电压值为稳压管ZD202的电压值加二极管D201上的电压值，为6．3 V左右。由此可见，光接收器DS2输出的信号频率和宽度与比较器输出的信号相一致。该信号送到伯特沃斯型有源低通滤波器，低通滤波器的截止频率为
30 Hz。
经低通滤波器处理后，调宽脉冲信号解调还原为与输入信号成正比的模拟信号。为使解调的模拟信号失真度小，光接收器DS2输出信号的高、低电平的绝对值应尽量靠近。但由于受稳压管标称值的限制以及其他因索的影响，光接收器DS2输出信号的高、低电平的绝对值无法一致，这样解调出的模拟信号将会失真。因此解调后所得的信号需送到零偏校正电路，经零偏校正后的信号送入输出电路。输出电路由集成电路LF347等元器件组成，跟随器输出正值，反向器输出负值。

解调器输出电路设有高频滤波电路，防止高频干扰信号反窜入光电耦合传感器，造成光电耦合传感器无法正常工作。C14、C15为滤波电容，滤波后的信号通过平衡双绞线进行传输。由于200 kW脉宽机各采样点分布较为分散，传输线普便较长，走向不一致。其信号线与地线长短也不同，采样信号受高频干扰严重，因此解调器输出采用平衡方式进行传输。而且平衡双绞线的屏蔽层与发射机房的高频接地系统相连，这使得采样信号传送过程中，干扰信号在平衡双绞线上的差模值最小，平衡双绞线对干扰信号起了同相位抵消的作用，而且对高频电磁波起到较好的屏蔽作用，防止各采样点之间的相互窜扰。

2 结束语
通过上述的光电耦合传感器，就可完成对200 kW脉宽机高末电子管帘栅压进行实时、准确地采样，满足计算机实时监控系统的需求。对上述光电耦合传感器的某些参数进行适当调整，还可完成对其他电压、电流信号的取样。