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1、(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 202010436684.5 (22)申请日 2020.05.21 (71)申请人 深圳市知用电子有限公司 地址 518116 广东省深圳市龙岗区龙城街 道黄阁路441号龙岗天安数码创业园 一号厂房A1702-1单元 (72)发明人 樊小明 (74)专利代理机构 深圳众鼎专利商标代理事务 所(普通合伙) 44325 代理人 谭果林 (51)Int.Cl. H03K 19/0175(2006.01) (54)发明名称 一种信号隔离传输装置 (57)摘要 本发明提供了一种信号隔离传输。
2、装置， 包括 高频幅度调制电路、 信号解调电路以及第一磁场 天线、 第二磁场天线； 所述第一磁场天线与所述 第二磁场天线均为外加导电屏蔽层的环状天线， 且所述导电屏蔽层外还包裹一绝缘层， 所述第一 磁场天线与所述第二磁场天线的环状部分相互 正对且紧靠； 所述高频幅度调制电路与第一磁场 天线的引脚连接， 所述第二磁场天线的引脚与所 述信号解调电路连接； 通过高频幅度调制电路将 待测信号调制到高频载波信号上， 再通过相互正 对且紧靠的磁场天线进行隔离传输， 大大地提高 了抗干扰的效果， 同时减少了收发信号的衰减程 度， 提高了信号的耦合度。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 111669。
3、171 A 2020.09.15 CN 111669171 A 1.一种信号隔离传输装置， 其特征在于， 包括高频幅度调制电路、 信号解调电路以及第 一磁场天线、 第二磁场天线； 所述第一磁场天线与所述第二磁场天线均为外加导电屏蔽层的环状天线， 且所述导电 屏蔽层外还包裹一绝缘层， 所述第一磁场天线与所述第二磁场天线的环状部分相互正对且 紧靠； 所述高频幅度调制电路与第一磁场天线的引脚连接， 所述第二磁场天线的引脚与所述 信号解调电路连接； 当所述高频幅度调制电路连接待测设备时， 接收待测设备输出的待测信号， 将所述待 测信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制信号， 并将所述第一高频调制。
4、信号传输 到所述第一磁场天线， 通过所述第一磁场天线将所述第一高频调制信号转换为磁信号， 然 后通过磁场耦合将所述磁信号传输到所述第二磁场天线， 所述第二磁场天线将所述磁信号 转换为第二高频调制信号传输至所述信号解调电路， 所述信号解调电路根据所述第二高频 调制信号还原出与待测信号成比例的解调信号。 2.如权利要求1所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述第一磁场天线与所述第二 磁场天线的环状部分之间的距离小于或等于10毫米。 3.如权利要求1所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述第一磁场天线和第二磁场 天线内置于一磁屏蔽盒， 所述磁屏蔽盒为镍锌铁氧体材料。 4.如权利要求3所述的信。
5、号隔离传输装置， 其特征在于， 所述磁屏蔽盒还包括一柱状磁 芯， 所述柱状磁芯穿过所述第一磁场天线的环状部分与所述第二磁场天线的环状部分， 两 端分别与所述磁屏蔽盒中相对的两个内表面接触。 5.如权利要求1所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述第二磁场天线的引脚通过 同轴电缆与所述信号解调电路连接。 6.如权利要求5所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述同轴电缆穿过一磁珠。 7.如权利要求1至6任一项所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述高频幅度调制 电路包括： 电压调整电路、 幅度调制电路； 所述电压调整电路的输出端与所述幅度调制电路的输入端连接， 所述幅度调制电路的 输出。
6、端与所述第一磁场天线连接； 当所述高频幅度调制电路连接待测设备时， 所述电压调整电路接收待测设备输出的待 测信号， 将所述待测信号调整为正信号， 然后将所述正信号传输至所述幅度调制电路， 所述 幅度调制电路将所述正信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制信号， 并将所述第 一高频调制信号传输到所述第一磁场天线。 8.如权利要要求7所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述电压调整电路包括： 第一电阻、 第二电阻、 第三电阻、 第一运算放大器、 第四电阻、 第五电阻、 第六电阻； 所述第一电阻的第一端作为所述电压调整电路的输入端， 所述第二电阻的第一端连接 浮地输出， 所述第三电阻的第一端。
7、连接第一偏置电压， 所述第一电阻的第二端、 所述第二电 阻的第二端、 所述第三电阻的第二端之间的共接点与所述第一运算放大器的正相输入端连 接； 所述第四电阻的第一端与所述第五电阻的第一端之间的共接点与所述第一运算放大 权利要求书 1/2 页 2 CN 111669171 A 2 器的反相输入端连接， 所述第四电阻的第二端连接浮地输出， 所述第五电阻的第二端与第 一运算放大器的输出端之间的共接点连接所述第六电阻的第一端， 所述第六电阻的第二端 作为所述电压调整电路的输出端。 9.如权利要要求8所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述幅度调制电路包括： 混频器/乘法器、 高频载波信号源； 所述。
8、混频器/乘法器的第一输入端与所述电压调整电路的输出端连接， 第二输入端与 所述高频载波信号源的输出端连接； 所述混频器/乘法器的输出端与所述第一磁场天线连接。 10.如权利要求7所述的信号隔离传输装置， 其特征在于， 所述信号解调电路包括： 第一高通滤波器、 射频放大器、 第二高通滤波器、 检波器、 低通滤波器、 第二运算放大 器； 所述第一高通滤波器的输入端作为所述信号解调电路的输入端， 输出端与所述射频放 大器的输入端连接； 所述射频放大器的输出端与所述第二高通滤波器的输入端连接； 所述第二高通滤波器的输出端与所述检波器的输入端连接； 所述检波器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接； 所述。
9、低通滤波器的输出端与所述第二运算放大器的正相输入端连接； 所述第二运算放大器的反相输入端连接第二偏置电压， 输出端作为所述信号解调电路 的输出端。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111669171 A 3 一种信号隔离传输装置 技术领域 0001 本发明涉及电子技术领域， 尤其涉及一种信号隔离传输装置。 背景技术 0002 在电子电气领域， 对于交直流的宽带电压信号， 现有技术通常采用电压信号隔离 电路将待测电压从高压危险的原边传送到低压的副边后再进行测量和控制。 这些电压信号 隔离电路中常用的隔离技术包括变压器隔离、 光电耦合器、 模数-数模隔离。 0003 然而这些隔离技术均存在带宽小。
10、、 抗干扰能力弱的问题。 尤其是在待测环境周围 存在大量的100MHZ以下的共模电磁场干扰信号时， 上述隔离技术中的原边和副边对高频干 扰信号的隔离程度不够， 从而使得副边电路容易受到干扰， 导致待测量的有用信号上常常 叠加了明显的干扰信号， 大大影响了测量的准确性。 发明内容 0004 本发明提供一种信号隔离传输装置， 以解决现有信号隔离传输装置存在的带宽 小、 抗干扰能力弱的问题。 0005 本发明的是这样实现的， 一种信号隔离传输装置， 包括高频幅度调制电路、 信号解 调电路以及第一磁场天线、 第二磁场天线； 0006 所述第一磁场天线与所述第二磁场天线均为外加导电屏蔽层的环状天线， 且。
11、所述 导电屏蔽层外还包裹一绝缘层， 所述第一磁场天线与所述第二磁场天线的环状部分相互正 对且紧靠； 0007 所述高频幅度调制电路与第一磁场天线的引脚连接， 所述第二磁场天线的引脚与 所述信号解调电路连接； 0008 当所述高频幅度调制电路连接待测设备时， 接收待测设备输出的待测信号， 将所 述待测信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制信号， 并将所述第一高频调制信号 传输到所述第一磁场天线， 通过所述第一磁场天线将所述第一高频调制信号转换为磁信 号， 然后通过磁场耦合将所述磁信号传输到所述第二磁场天线， 所述第二磁场天线将所述 磁信号转换为第二高频调制信号传输至所述信号解调电路， 所述。
12、信号解调电路根据所述第 二高频调制信号还原出与待测信号成比例的解调信号。 0009 可选地， 所述第一磁场天线与所述第二磁场天线的环状部分之间的距离小于或等 于10毫米。 0010 可选地， 所述第一磁场天线和第二磁场天线内置于一磁屏蔽盒， 所述磁屏蔽盒为 镍锌铁氧体材料。 0011 可选地， 所述磁屏蔽盒还包括一柱状磁芯， 所述柱状磁芯穿过所述第一磁场天线 的环状部分与所述第二磁场天线的环状部分， 两端分别与所述磁屏蔽盒中相对的两个内表 面接触。 0012 可选地， 所述第二磁场天线的引脚通过同轴电缆与所述信号解调电路连接。 说明书 1/7 页 4 CN 111669171 A 4 0013。
13、 可选地， 所述同轴电缆穿过一磁珠。 0014 可选地， 所述高频幅度调制电路包括： 0015 电压调整电路、 幅度调制电路； 0016 所述电压调整电路的输出端与所述幅度调制电路的输入端连接， 所述幅度调制电 路的输出端与所述第一磁场天线连接； 0017 当所述高频幅度调制电路连接待测设备时， 所述电压调整电路接收待测设备输出 的待测信号， 将所述待测信号调整为正信号， 然后将所述正信号传输至所述幅度调制电路， 所述幅度调制电路将所述正信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制信号， 并将所 述第一高频调制信号传输到所述第一磁场天线。 0018 可选地， 所述电压调整电路包括： 0019 。
14、第一电阻、 第二电阻、 第三电阻、 第一运算放大器、 第四电阻、 第五电阻、 第六电阻； 0020 所述第一电阻的第一端作为所述电压调整电路的输入端， 所述第二电阻的第一端 连接浮地输出， 所述第三电阻的第一端连接第一偏置电压， 所述第一电阻的第二端、 所述第 二电阻的第二端、 所述第三电阻的第二端之间的共接点与所述第一运算放大器的正相输入 端连接； 0021 所述第四电阻的第一端与所述第五电阻的第一端之间的共接点与所述第一运算 放大器的反相输入端连接， 所述第四电阻的第二端连接浮地输出， 所述第五电阻的第二端 与第一运算放大器的输出端之间的共接点连接所述第六电阻的第一端， 所述第六电阻的第 。
15、二端作为所述电压调整电路的输出端。 0022 可选地， 所述幅度调制电路包括： 0023 混频器/乘法器、 高频载波信号源； 0024 所述混频器/乘法器的第一输入端与所述电压调整电路的输出端连接， 第二输入 端与所述高频载波信号源的输出端连接； 0025 所述混频器/乘法器的输出端与所述第一磁场天线连接。 0026 可选地， 所述信号解调电路包括： 0027 第一高通滤波器、 射频放大器、 第二高通滤波器、 检波器、 低通滤波器、 第二运算放 大器； 0028 所述第一高通滤波器的输入端作为所述信号解调电路的输入端， 输出端与所述射 频放大器的输入端连接； 0029 所述射频放大器的输出端与。
16、所述第二高通滤波器的输入端连接； 0030 所述第二高通滤波器的输出端与所述检波器的输入端连接； 0031 所述检波器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接； 0032 所述低通滤波器的输出端与所述第二运算放大器的正相输入端连接； 0033 所述第二运算放大器的反相输入端连接第二偏置电压， 输出端作为所述信号解调 电路的输出端。 0034 本发明提供的信号隔离传输装置， 包括高频幅度调制电路、 信号解调电路以及第 一磁场天线、 第二磁场天线， 所述高频幅度调制电路与第一磁场天线的引脚连接构成原边 电路， 所述第二磁场天线的引脚与所述信号解调电路连接构成副边电路， 通过高频幅度调 制电路将待测信号。
17、调制到高频载波信号上进行隔离传输， 大大地提高了抗干扰的效果； 且 说明书 2/7 页 5 CN 111669171 A 5 所述第一磁场天线与所述第二磁场天线均为外加导电屏蔽层的环状天线， 且所述导电屏蔽 层外还包裹一绝缘层， 从而使得原边和副边完全电气隔离， 既提高了耐压程度又不影响射 频信号的传输； 并通过将所述第一磁场天线与所述第二磁场天线的环状部分相互正对且紧 靠， 大大减少了收发信号的衰减程度， 提高了信号的耦合度。 附图说明 0035 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本。
18、发明的一些 实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些 附图获得其他的附图。 0036 图1是本发明一实施例提供的信号隔离传输装置的电路结构示意图； 0037 图2是本发明一实施例提供的第一磁场天线和第二磁场天线的位置示意图； 0038 图3是本发明一实施例提供的第一磁场天线和第二磁场天线的位置示意图； 0039 图4是本发明一实施例提供的第一磁场天线和第二磁场天线的位置示意图； 0040 图5是本发明一实施例提供的信号隔离传输装置的电路结构示意图； 0041 图6是本发明一实施例提供的高频幅度调制电路的电路结构示意图； 0042 图7是本发明一实施。
19、例提供的高频幅度调制电路的电路结构示意图； 0043 图8是本发明一实施例提供的电压解调电路的电路结构示意图； 0044 图9是本发明一实施例提供的待测信号VIN到双极性的解调信号VOUT的波形转换示 意图。 具体实施方式 0045 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。 0046 本发明提供一种信号隔离传输装置， 所述信号隔离传输装置可以用于检测电子电 器领域中的宽带电压信号， 通过所述高频幅度调制电路连接待测设备接收待测信号， 将所 述待测信号。
20、调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制信号， 通过所述第一磁场天线将所 述第一高频调制信号转换为磁信号， 然后通过所述第二磁场天线接收所述磁信号并转换为 第二高频调制信号传输至所述信号解调电路， 最后通过所述信号解调电路根据所述第二高 频调制信号还原出与待测信号成比例的解调信号。 图1示出了本发明实施例提供的信号隔 离传输装置的电路结构示意图。 如图1所示， 所述信号隔离传输装置包括高频幅度调制电路 10、 信号解调电路20以及第一磁场天线30、 第二磁场天线40； 0047 所述第一磁场天线30与所述第二磁场天线40均为外加导电屏蔽层的环状天线， 且 所述导电屏蔽层外还包裹一绝缘层， 所述。
21、第一磁场天线30与所述第二磁场天线40的环状部 分相互正对且紧靠； 0048 所述高频幅度调制电路10与第一磁场天线30的引脚连接， 所述第二磁场天线40的 引脚与所述信号解调电路20连接； 0049 当所述高频幅度调制电路10连接待测设备时， 接收待测设备输出的待测信号， 将 说明书 3/7 页 6 CN 111669171 A 6 所述待测信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制信号， 并将所述第一高频调制信 号传输到所述第一磁场天线30， 通过所述第一磁场天线30将所述第一高频调制信号转换为 磁信号， 然后通过磁场耦合将所述磁信号传输到所述第二磁场天线40， 所述第二磁场天线 40将。
22、所述磁信号转换为第二高频调制信号传输至所述信号解调电路20， 所述信号解调电路 20根据所述第二高频调制信号还原出与待测信号成比例的解调信号。 0050 在本实施例中， 所述高幅度调制电路10与所述第一磁场天线30的引脚连接构成原 边电路， 所述第二磁场天线40的引脚与所述信号解调电路20连接构成副边电路， 通过第一 磁场天线30发射电磁波， 第二磁场天线40接收电磁波完成信号的隔离传输。 0051 其中， 所述高频幅度调制电路10用于接收待测设备输出的待测信号， 将所述待测 信号调制到高频载波信号上。 所述待测设备通常为高压电路， 比如开关电源、 逆变器、 马达 等。 这些高压电路所处环境周。
23、围存在大量的共模干扰信号， 频率在100MHz以下， 本实施例通 过所述高频幅度调制电路10将待测信号调制到频率远远大于干扰信号的高频信号源上， 比 如1.5GHz的高频信号， 以降低信号传输过程中受到的共模干扰信号。 0052 所述第一磁场天线30用于将所述高频幅度调制电路10输出的第一高频调制信号 转换为磁信号， 通过磁场耦合将所述磁信号传输到所述第二磁场天线40， 所述第二磁场天 线40用于将所述磁信号转换为第二高频调制信号传输至所述信号解调电路20。 其中， 所述 第一磁场天线30与所述第二磁场天线40均为外加导电屏蔽层的环状天线21， 且所述导电屏 蔽层外还包裹一绝缘层， 比如外部包。
24、裹绝缘材料的同轴线， 从而使得第一磁场天线30和第 二磁场天线40只对磁场有反应， 对外界的干扰电场几乎没反应， 原边电路和副边电路完全 电气隔离， 既提高了耐压程度又不影响射频信号的传输。 进一步地， 为了消除磁场短路， 所 述导电屏蔽层上均切开一绝缘缝隙22。 需要说明的是， 此处所述的环状天线是指天线围成 一圈， 可以是圆形， 也可以是其他的环状， 比如正方形、 矩形、 三角形等。 进一步地， 所述第一 磁场天线30与所述第二磁场天线40之间的距离及相对位置， 决定了信号收发的衰减程度。 在本实施例中， 所述第一磁场天线30与所述第二磁场天线40的环状部分相互正对且紧靠， 从而使得所述第。
25、一磁场天线30和第二磁场天线40的磁场耦合得非常好， 有利于减小信号的 衰减程度。 0053 可选地， 作为本发明的一个优选示例， 如图2所示， 当所述第一磁场天线30与所述 第二磁场天线40正对设置且紧靠， 比如彼此的环状部分之间的距离小于或等于10毫米时， 可以获得最小的衰减信号， 又可以避免让副边的第二磁场天线40受到原边第一磁场天线30 的导电屏蔽层产生的共模干扰信号的影响。 经试验得到信号衰减可以控制在-10DB范围内。 0054 可选地， 作为本发明的一个优选示例， 如图3所示， 所述第一磁场天线30和第二磁 场天线40内置于一磁屏蔽盒50， 所述磁屏蔽盒50为镍锌铁氧体材料。 通。
26、过在两个磁场天线 外加上磁性材料进行磁屏蔽， 比如在两个磁场天线外同时套上导磁的腔体或盒子50， 有效 地避免了作为发射端的第一磁场天线30对外界的干扰， 以及外界的干扰电磁场对作为接收 端的第二磁场天线40的影响， 大大地抑制了磁场天线对外界空间干扰电磁波的吸收。 原边 发射的第一高频调制信号不受影响， 仍可以通过磁场耦合有效的传输到副边。 需要说明的 是， 图3中通过虚线来表示磁屏蔽盒50， 该磁屏蔽盒50表示为长方体， 只是本发明的一个实 施例， 磁屏蔽盒50的形状还可以是圆柱形等， 此处不作限制。 0055 可选地， 作为本发明的一个优选示例， 如图4所示， 所述磁屏蔽盒50还包括一柱。
27、状 说明书 4/7 页 7 CN 111669171 A 7 磁芯60， 所述柱状磁芯60穿过所述第一磁场天线30的环状部分与所述第二磁场天线40的环 状部分， 两端分别与所述磁屏蔽盒50中相对的两个内表面接触。 在这里， 本实施例在图3实 施例的基础上在磁屏蔽盒50内部增加了一个柱状磁芯60， 并使所述柱状磁芯60穿过所述第 一磁场天线30与所述第二磁场天线40的圆环部分， 以增强所述第二磁场天线40接收到的信 号强度， 同时降低信号噪声。 可选地， 所述柱状磁芯60的材料优选为不导电的高频磁性材 料， 比如镍锌铁氧体。 需要说明的是， 图4中的柱形磁芯60表示为圆柱体， 只是本发明的一个 。
28、实施例， 柱状磁芯60的形状还可以是长方体等， 此处不作限制。 0056 所述信号解调电路20用于接收所述第二磁场天线40接收到的第二高频调制信号， 并根据所述第二高频调制信号还原出与待测信号成比例的解调信号。 如前所述， 所述高频 幅度调制电路10是通过将所述待测信号调制到高频载波信号上得到第一高频调制信号， 因 此在还原待测信号时， 所述信号解调电路20主要采用多级高通滤波器对所述第二高频调制 信号进行过滤， 以滤掉所有的共模干扰信号， 最后得出解调信号， 将所述解调信号提供至测 试仪器， 比如示波器。 0057 可选地， 作为本发明的一个优选示例， 如图5所示， 第二磁场天线40的引脚通。
29、过同 轴电缆70与所述信号解调电路20连接。 可选地， 所述同轴电缆70的长度大于或等于2米。 第 二磁场天线40接收到的第二高频调制信号通过所述同轴电缆70再传输到所述信号解调电 路20， 有利于延长测量范围， 适用于待测设备与测试仪器相隔较远的环境。 同轴电缆70接收 到的干扰信号也可以通过所述信号解调电路20进行过滤， 以减少干扰信号的影响。 0058 可选地， 作为本发明的一个优选示例， 如图5所示， 所述信号隔离传输装置还包括 一磁珠80， 所述同轴电缆70穿过所述磁珠80。 本实施例通过所述磁珠80吸收空间电磁场产 生的干扰信号， 以降低所述同轴电缆70接收到的干扰信号。 0059。
30、 本实施例通过所述高频幅度调制电路10将所述待测信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制信号， 通过所述第一磁场天线30将所述第一高频调制信号转换为磁信 号， 然后通过所述第二磁场天线40接收所述磁信号并转换为第二高频调制信号， 最后通过 所述信号解调电路20根据所述第二高频调制信号还原出解调信号。 通过高频载波调制解调 技术， 在信号传输过程中有效地避开了低频干扰信号， 提高了现有信号隔离传输装置的抗 干扰能力。 0060 如前所述， 所述高频幅度调制电路10用于接收待测设备输出的待测信号， 将所述 待测信号调制到高频载波信号上。 可选地， 作为本发明的一个优选示例， 如图6所示， 所述。
31、高 频幅度调制电路10包括： 电压调整电路101、 幅度调制电路102； 0061 所述电压调整电路101的输出端与所述幅度调制电路102的输入端连接， 所述幅度 调制电路102的输出端与所述第一磁场天线30连接； 0062 当所述高频幅度调制电路10连接待测设备时， 所述电压调整电路101接收待测设 备输出的待测信号， 将所述待测信号调整为正信号， 然后将所述正信号传输至所述幅度调 制电路102， 所述幅度调制电路102将所述正信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调 制信号， 并将所述第一高频调制信号传输到所述第一磁场天线30。 0063 在本实施例中， 所述电压调整电路101用于接收待。
32、测信号， 并将所述待测信号调整 为正信号。 所述幅度调制电路102将所述正信号调制到高频载波信号上， 得到第一高频调制 信号。 由于待测信号是一个双极性信号， 有正有负， 而幅度调制电路102只能处理正电压， 因 说明书 5/7 页 8 CN 111669171 A 8 此需要通过所述电压调整电路101将待测信号调整为完全的正信号。 可选地， 所述电压调整 电路101和所述幅度调制电路102也可以安装在一屏蔽盒内， 以屏蔽待测设备所在外部空间 的共模电磁场干扰。 0064 具体地， 作为本发明的一个实施方式， 如图7所示， 所述电压调整电路101包括： 0065 第一电阻R1、 第二电阻R2、。
33、 第三电阻R3、 第一运算放大器A1、 第四电阻R4、 第五电阻 R5、 第六电阻R6； 0066 所述第一电阻R1的第一端作为所述电压调整电路101的输入端， 所述第二电阻R2 的第一端连接浮地输出， 所述第三电阻R3的第一端连接第一偏置电压， 所述第一电阻R1的 第二端、 所述第二电阻R2的第二端、 所述第三电阻R3的第二端之间的共接点与所述第一运 算放大器A1的正相输入端连接； 0067 所述第四电阻R4的第一端与所述第五电阻R5的第一端之间的共接点与所述第一 运算放大器A1的反相输入端连接， 所述第四电阻R4的第二端连接浮地输出， 所述第五电阻 R5的第二端与第一运算放大器A1的输出端。
34、之间的共接点连接所述第六电阻R6的第一端， 所 述第六电阻R6的第二端作为所述电压调整电路101的输出端。 0068 在这里， 所述第一电阻R1和第二电阻R2构成衰减器， 用于将待测信号调整为大小 合适的电压信号再传输到所述第一运算放大器A1。 所述第三电阻R3和所述第一偏置电压构 成电压加法电路， 用于将所述待测信号调整为正向的电压信号， 以适应后面的幅度调制电 路102。 所述第一运算放大器A1、 第四电阻R4、 第五电阻R5以及第六电阻R6共同构成放大电 路， 用于对输入信号进行放大处理。 可选地， 所述第一运算放大器A1可以为AD8055放大器。 0069 具体地， 作为本发明的一个实。
35、施方式， 如图7所示， 所述幅度调制电路102包括： 0070 混频器/乘法器M1、 高频载波信号源M2； 0071 所述混频器/乘法器M1的第一输入端与所述电压调整电路102的输出端连接， 第二 输入端与所述高频载波信号源M2的输出端连接； 0072 所述混频器/乘法器的输出端与所述第一磁场天线30连接。 0073 在这里， 所述高频载波信号源M2产生高频本振信号， 并将所述本振信号输入至所 述混频器/乘法器M1。 所述混频器/乘法器M1用于将电压调整电路101输出的电压信号与所 述本振信号相乘， 以把电压调整电路101输出的电压信号调制到所述本振信号上， 得到第一 高频调制信号， 从而完成。
36、对待测信号的幅度调制。 可选地， 所述混频器/乘法器M1包括但不 限于AD835乘法器、 ADE-1混频器、 ADE30混频器。 0074 所述第一磁场天线30的一个引脚与所述混频器/乘法器M1的输出端连接， 另一个 引脚连接浮地输出。 所述第一磁场天线30接收所述第一高频调制信号， 根据所述第一高频 调制信号发射电磁波到所述第二磁场天线40。 所述第二磁场天线40接收到的第二高频调制 信号再通过同轴电缆70传输到所述信号调解电路20。 0075 具体地， 作为本发明的一个实施方式， 如图8所示， 所述电压解调电路20包括： 0076 第一高通滤波器F1、 射频放大器A2、 第二高通滤波器F2。
37、、 检波器M3、 低通滤波器F3、 第二运算放大器A3； 0077 所述第一高通滤波器F1的输入端作为所述信号解调电路20的输入端， 输出端与所 述射频放大器A2的输入端连接； 0078 所述射频放大器A2的输出端与所述第二高通滤波器F2的输入端连接； 说明书 6/7 页 9 CN 111669171 A 9 0079 所述第二高通滤波器F2的输出端与所述检波器M3的输入端连接； 0080 所述检波器M3的输出端与所述低通滤波器F3的输入端连接； 0081 所述低通滤波器F3的输出端与所述第二运算放大器A3的正相输入端连接； 0082 所述第二运算放大器A3的反相输入端连接第二偏置电压， 输出。
38、端作为所述信号解 调电路20的输出端。 0083 所述第二磁场天线的一个引脚连接所述第一高通滤波器F1的输入端， 另一个引脚 接地。 如前所述， 所述第二高频调制信号通过同轴电缆传输到信号解调电路20， 可能已经携 带了频率较低的干扰信号， 比如100MHz以下的干扰信号。 为了提高抗干扰性能， 本实施例通 过设置第一高通滤波器F1和第二高通滤波器F2来对所述第二高频调制信号进行过滤， 以滤 掉100MHz以下的干扰信号， 让高频调制信号通过。 0084 所述射频放大器A2用于对第一高通滤波器F1输出的一次滤波信号进行放大， 提高 信噪比， 以弥补信号传输过程中的损失。 可选地， 所述射频放大。
39、器A2包括但不限于ERA-1、 ERA-2、 ERA-3。 0085 所述检波器M3用于将第二高通滤波器F2输出的二次滤波信号变成单向直流信号， 以得到正向的高频调制信号。 可选地， 所述检波器M3包括但不限于二极管。 0086 所述低通滤波器F3用于滤除所述检波器M3输出的单向直流信号中的高频载波信 号， 比如1.5GHz的高频载波信号， 得到正向的解调信号。 所述正向的解调信号还包含原边的 电压调整电路叠加的第一偏置电压。 0087 所述第二运算放大器A3优选采用差分运算放大器构成减法电路， 用于将所述正向 的解调信号减去预设的第二偏置电压， 还原出双极性的解调信号， 得到与待测信号成比例。
40、 的解调信号。 0088 可见， 本实施例通过所述第一高通滤波器F1和第二高通滤波器F2滤掉100MHz以下 的干扰信号， 以及通过所述低通滤波器F3滤掉1.5GHz的高频载波信号， 使得所述信号隔离 传输装置可以传输直流到几百MHz的待测信号， 有效地扩展了信号隔离传输装置的带宽范 围。 0089 可选地， 为了便于理解， 如图9所示， 为本实施例提供的待测信号VIN到双极性的解 调信号VOUT的波形转换示意图。 其中， VIN表示待测信号， 在本实施例中所述待测信号为正弦 波； V2表示经过电压调整电路101输出的电压信号； V3表示高频载波信号源M2产生高频本振 信号； V4表示混频器/。
41、乘法器M1输出的第一高频调制信号； V5表示第二磁场天线40输出的第 二高频调制信号； V6表示第二高通滤波器F2输出的二次滤波信号； V7表示检波器M3输出的 单向直流信号； V8表示低通滤波器F3输出的正向解调信号； VOUT表示双极性解调信号， 即与 待测信号VIN成比例的解调信号。 0090 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽管参照前述实 施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各 实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改 或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例。
42、技术方案的精神和范围， 均应 包含在本发明的保护范围之内。 说明书 7/7 页 10 CN 111669171 A 10 图1 图2 图3 说明书附图 1/7 页 11 CN 111669171 A 11 图4 说明书附图 2/7 页 12 CN 111669171 A 12 图5 说明书附图 3/7 页 13 CN 111669171 A 13 图6 说明书附图 4/7 页 14 CN 111669171 A 14 图7 说明书附图 5/7 页 15 CN 111669171 A 15 图8 说明书附图 6/7 页 16 CN 111669171 A 16 图9 说明书附图 7/7 页 17 CN 111669171 A 17 。