J-TEXT隔离电路研究及设备标准化设计

发布时间：2020-11-16 04:58

　　 J-TEXT托卡马克装置在实验过程中,装置周围会形成非常复杂的电磁环境,同时中央控制系统及分布在装置现场各处的子系统将产生、接收大量的控制信号、触发信号、实时诊断信号等,信号传输过程很容易受到干扰。为保证装置放电实验正常有序地进行和保证采集到真实有效的实验信号数据,研究托卡马克装置数据采集系统信号调理技术,对实验信号进行隔离、转换等抗干扰调理很有必要。本文根据J-TEXT装置信号传输抗干扰的需求,研究数字信号隔离技术、数字信号光纤传输技术、低频与高频模拟信号隔离技术,改进设计了对应的信号调理电路,并且制定了相应信号调理传输设备的标准化设计,实现了设备的模块化、智能化。本文将光纤传输系统中32通道时序控制电光转换电路设计为网络端口通信,简化了网络拓扑结构。同时设计单通道电光转换模块,方便安装于分布式采集诊断系统中。改进设计数字隔离电路,添加在光电转换电路输出端,降低误触发的可能。数字信号光纤传输系统整体电路信号传输延时低于190ns,输出最大电流400mA,带负载能力强。数据采集系统采集卡若直接与装置传感器连接,破裂等异常实验过程中产生的过高电压容易损坏采集卡,加入模拟信号隔离环节可以有效的保护采集卡。本文针对不同诊断信号特征频率,研究用于低频、高频模拟信号的隔离技术,设计了两种供电模式带宽50kHz、非线性度低于0.5%的低频模拟隔离电路;同时仿真研究的高频模拟隔离电路带宽达40MHz,非线性度低于1%,为进一步研制出高频模拟隔离电路奠定基础。本文还针对装置对信号调理设备模块化安装需求,制定了导轨、机架安装设备的设计标准。同时完成多功能插槽机箱、背板PCB与多种信号调理模块标准化设计,使信号调理电路安装更换维修更加方便。制定标准化设计规则避免重复设计制作,可批量生产,减少制作周期,降低成本。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TL631.24
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 信号传输隔离技术应用研究现状
    1.3 J-TEXT信号传输系统及隔离技术设备应用介绍
    1.4 主要内容
2 数字信号隔离传输电路设计
    2.1 数字隔离电路的改进设计
    2.2 数字信号光纤传输电路设计
    2.3 本章小结
3 模拟隔离电路研究
    3.1 中低频模拟隔离电路设计
    3.2 高频模拟隔离电路设计
    3.3 本章小结
4 信号调理传输设备标准化设计
    4.1 设备标准化设计目的
    4.2 导轨安装信号调理模块标准设计
    4.3 机架安装信号调理模块标准设计
    4.4 多功能插槽机箱与多种信号调理模块标准化设计
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献

【参考文献】

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本文编号：2885648