(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011444242.1
(22)申请日 2020.12.11
(71)申请人 武汉航空仪表有限责任公司
地址 430074 湖北省武汉市洪山区东湖东
路2号
(72)发明人 何涛涛 李昂 徐弘炜 郭玉东
张楚汉 陈壹
(74)专利代理机构 中国航空专利中心 11008
代理人 杜永保
(51)Int.Cl.
H03K 19/14(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种基于GH063L的光耦隔离
电路。包括GH063L光耦，GH063L光耦的两路输出
引脚VO1、VO2分别与上拉电阻R1与上拉电阻R2的 一端连接，上拉电阻R1、R2的另一端均与GH063L
光耦的VCC引脚连接，VCC引脚外接3.3V电压；所
述的GH063L光耦的IN1和IN2引脚为信号输入端， VO1、VO2引脚为信号输出端。本发明具有电路结
构简单，能防止高频信号失真，对高频信号隔离
能力和抗干扰能力强的特点。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 112600552 A 2021.04.02
C N 112600552
A
1.一种基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于，包括GH063L光耦，GH063L光耦的两路输出引脚VO1、VO2分别与上拉电阻R1与上拉电阻R2的一端连接，上拉电阻R1、R2的另一端均与GH063L光耦的VCC引脚连接，VCC引脚外接3.3V电压；所述的GH063L光耦的IN1和IN2引脚为信号输入端，VO1、VO2引脚为信号输出端。
2.根据权利要求1所述的基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于：所述的IN1和IN2引脚分别连接有输入电阻R3和输入电阻R4；一路输入信号依次经过输入电阻R3、IN1引脚输入到GH063L光耦，另一路输入信号依次经过输入电阻R4、IN2引脚输入到GH063L光耦。
3.根据权利要求1所述的基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于：所述的GH063L光耦的VCC引脚和GND引脚间连接有滤波电容C1。
4.根据权利要求1所述的基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于，所述隔离电路用于
频率为104‑107Hz信号的隔离。
5.根据权利要求1所述的基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于，所述的信号输出端均与DSP采集装置连接。
6.根据权利要求1所述的基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于，所述的上拉电阻R1、R2的阻值均为4.7kΩ。
7.根据权利要求1所述的基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于，所述的VO1、VO2引脚输出的信号均为3.3V的方波信号。
8.根据权利要求1所述的基于GH063L的光耦隔离电路，其特征在于，输入电阻R3和输入电阻R4的阻值均为430Ω。
权 利 要 求 书1/1页CN 112600552 A
一种基于GH063L的光耦隔离电路
技术领域
[0001]本发明属于隔离电路技术领域，涉及一种基于GH063L的光耦隔离电路。
背景技术
[0002]在飞机结冰探测领域中，飞机的机头两侧各装有一路结冰探测器，结冰探测器基于磁致伸缩原理输出一种幅值为5V、频率为40000Hz的方波信号，基于探头表面结冰厚度不同，频率一般在39000Hz～40000Hz范围内变化，与之配套的控制器需要采集该频率信号。而在航空领域，电磁兼容问题一直是各大机载产品供应商比较难以攻克的难题。对于结冰探测系统而言，探测器传输给控制器频率信号的过程中，电磁兼容问题是至关重要的一点。因此需设计一种隔离电路，让输入信号与输出信号之间隔离，使其二者之间不会互相干扰，最大程度上降低电磁兼容的影响。而目前的隔离电路在隔离诸如频率为40000Hz的高频信号时，会出现信号失真的情况，影响信号的采集精度。
发明内容
[0003]本发明的目的是：提供了一种基于GH063L的光耦隔离电路。本发明具有电路结构简单，能防止高频信号失真，对高频信号隔离能力和抗干扰能力强的特点。
[0004]本发明的技术方案是：一种基于GH063L的光耦隔离电路，包括GH063L光耦，GH063L 光耦的两路输出引脚VO1、VO2分别与上拉电阻R1与上拉电阻R2的一端连接，上拉电阻R1、R2的另一端均与GH063L光耦的VCC引脚连接，VCC引脚外接3.3V电压；所述的GH063L光耦的IN1和IN2引脚为信号输入端，VO1、VO2引脚为信号输出端。
[0005]前述的基于GH063L的光耦隔离电路中，所述的IN1和IN2引脚分别连接有输入电阻R3和输入电
阻R4；一路输入信号依次经过输入电阻R3、IN1引脚输入到GH063L光耦，另一路输入信号依次经过输入电阻R4、IN2引脚输入到GH063L光耦。
[0006]前述的基于GH063L的光耦隔离电路中，所述的GH063L光耦的VCC引脚和GND引脚间连接有滤波电容C1。
[0007]前述的基于GH063L的光耦隔离电路中，所述隔离电路用于频率为104‑107Hz信号的隔离。
[0008]前述的基于GH063L的光耦隔离电路中，所述的信号输出端均与DSP采集装置连接。[0009]前述的基于GH063L的光耦隔离电路中，所述的上拉电阻R1、R2的阻值均为4.7kΩ。[0010]前述的基于GH063L的光耦隔离电路中，所述的VO1、VO2引脚输出的信号均为3.3V 的方波信号。
[0011]前述的基于GH063L的光耦隔离电路中，输入电阻R3和输入电阻R4的阻值均为430Ω。
[0012]本发明的优点是：本发明通过对各种隔离电路的研究最终得出：光耦隔离通过电‑光‑电的转换而起到对输入、输出的隔离；在隔离中，光耦以光为媒介传输电信号，输入信号驱动发光二极管，发出的光被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，因为
信号是单向传输的，且输入输出端互相隔离，因而具备良好的隔离能力和抗干扰能力，在各类型的隔离电路中其隔离能力和抗干扰能力最好。基于此，本发明采用光耦隔离对结冰探测中的输入、输出信
号进行隔离，有效提高了隔离电路的隔离能力和抗干扰能力。但在对结冰探测器的信号进行采集时，发明人发现某些光耦隔离电路在对输入、输出信号隔离后，其输出信号会出现失真情况，如使用基于GH302的光耦隔离电路(参见图3)、基于6N137的光耦隔离电路(参见图4)、基于TIL117的光耦隔离电路(参见图5)均会出现输出信号失真的情况。为了解决失真问题，发明人在经过大量实验筛选后，最终设计得到了基于GH063L的光耦隔离电路，通过该光耦隔离电路，不仅达到了良好的电气隔离和抗干扰能力，而且有效确保了高频信号的隔离输出不会出现失真，经发明人实验可知，该光耦隔离电路能够传输频率高达107Hz的信号而不出现失真现象。同时由于本发明的基于GH063L的光耦隔离电路的输入端属于电流型工作的低阻元件，因此其具备很强的共模抑制能力。
[0013]此外，本发明能够将两路结冰探测器的传输信号通过一个光耦隔离电路即可进行隔离，相比传统的一路传输信号需要单独使用一个光耦隔离电路进行隔离(如基于GH302的光耦隔离电路)而言，其电路结构更加简单、紧凑，更适宜于飞机这一对空间要求极为严格的特殊领域的设计要求。
[0014]综上所述，本发明具有电路结构简单，能防止高频信号失真，对高频信号隔离能力和抗干扰能力强的特点。
附图说明
[0015]图1是本发明的结构示意图；
[0016]图2是本发明的系统交联图；
[0017]图3是基于GH302的光耦隔离电路图；
[0018]图4是基于6N137的光耦隔离电路图；
[0019]图5是基于TIL117的光耦隔离电路图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
[0021]实施例1。一种基于GH063L的光耦隔离电路，构成如图1和2所示，包括GH063L光耦，GH063L光耦的两路输出引脚VO1、VO2分别与上拉电阻R1与上拉电阻R2的一端连接，上拉电阻R1、R2的另一端均与GH063L光耦的VCC引脚连接，VCC引脚外接3.3V电压；所述的GH063L光耦的IN1和IN2引脚为信号输入端，VO1、VO2引脚为信号输出端。
[0022]位于机头两侧的结冰探测器经IN1和IN2引脚向GH063L光耦输入两路输入信号，输入信号驱动GH063L光耦内的发光二极管发光，发出的光被GH063L光耦内的光探测器接收而产生光电流，光电流再经过进一步放大后分别由VO1、VO2引脚输出，实现输入、输出信号隔离。
[0023]前述的IN1和IN2引脚分别连接有输入电阻R3和输入电阻R4；一路输入信号依次经过输入电阻R3、IN1引脚输入到GH063L光耦，另一路输入信号依次经过输入电阻R4、IN2引脚输入到GH063L光耦。
[0024]前述的GH063L光耦的VCC引脚和GND引脚间连接有滤波电容C1。
[0025]前述的GH063L光耦的输入端的GND1、GND2和输出端的GND互相分开。由于光耦合器使得输入输出间互相隔离，而电信号传输又具有单向性等特点，因而具有良好的电气隔离和抗干扰能力。
[0026]前述的隔离电路用于频率为104‑107Hz信号的隔离。
[0027]前述的VO1、VO2引脚输出的信号均为3.3V的方波信号。
[0028]前述的输入电阻R3和输入电阻R4的阻值均为430Ω。因GH063L典型工作电流为10mA，额定电流为30mA，而输入的方波信号是5V、40000Hz的，由R＝U/I，输入端电阻R3、R4选用430Ω的电阻，使得输入电流为11mA，工作在推荐条件下。
[0029]前述的信号输出端均与DSP采集装置连接。经由隔离电路输出的信号，最终由DSP 采集装置采集。由于单片机功能少、可调用资源稀缺等弊端本发明选用的控制芯片为DSP。[0030]前述的上拉电阻R1、R2的阻值均为4.7kΩ。由于DSP芯片为3.3V供电，5V的频率信号如果DSP直接采集的话，很大
可能上会把DSP引脚烧毁，所以芯片本发明的GH063L的输出端各接了4.7kΩ的上拉电阻R1、R2上拉到3.3V，使得GH063L的6、7脚输出3.3V、40000Hz的方波，满足DSP的采集要求。
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