摘 要：本文基于脉冲频率调制解调原理，设计了光电测量传输系统。给出了系统发射机、接收机的电路结构和整机系统的幅频特性。经实验测试表明，该系统具有良好的稳定性和线性度。 关键词：脉冲频率调制；光电测量；发射电路；接收电路 随着对测量系统提出的要求越来越高。光电测量系统由于具有绝缘性高、抗干扰能力强、高线性度等诸多优点，可以消除输入回路中的干扰信号和杂感信号对输出回路信号的干扰，实现输入信号、输出信号之间的无失真传输。从而在高压测量中有着极为广泛的应用。 本文在脉冲频率调制(PFM)原理上，研制了一种用压控振荡器(VCO)进行直接调频的电光测量传输系统。对该电路进行了实际测试，并给出了该系统
在电子测量领域，基于脉冲频率调制（PFM）的光电测量传输电路设计是一种高效且精确的方法。这种系统利用脉冲频率调制技术，能够实现信号的无失真传输，尤其适用于高压测量，因为它具备高绝缘性、强抗干扰能力和高线性度。
PFM是一种调制技术，通过改变脉冲的频率来编码信号信息。在此设计中，系统的核心是压控振荡器（VCO），它用于直接调频。VCO根据输入信号的电压变化来调整其输出频率，生成PFM脉冲序列。VCO的中心频率由 和 表示，频偏取决于调制信号频率 。VCO输出的PFM脉冲经过整形电路，如施密特触发器，确保LED驱动电流的恒定，以保持系统的线性度。
发射电路设计包括衰减及偏置电路，它调整输入信号并将其隔离于调频器，防止传感器输出阻抗影响调制过程。VCO输出的信号通过整形电路转换为稳定的脉冲波，驱动电路进一步放大这些脉冲以驱动LED，产生足够的光功率进行传输。
接收电路则是一个解调系统，使用脉冲计数式鉴频器来恢复原始信号。此解调电路包含限幅器、时延电路、滤波电路和放大电路。时延微分电路用于形成脉冲调制波，低通滤波器则用于提取与输入信号瞬时频率成比例的信号。鉴频器的输出与输入信号的瞬时角频率呈线性关系，这使得信号能够准确地被解调和重构。
在硬件选择上，采用了Agilent公司的HFBR-14XX和HFBR-24XX系列接口电路作为光电器件，以及TI公司的VCO 54LS628作为关键组件。VCO 54LS628具有良好的线性输出频率范围和宽温工作能力。实验测试结果显示，设计的系统具有平坦的幅频特性，表现出良好的稳定性和线性度。
总结来说，基于PFM的光电测量传输电路设计通过优化发射和接收电路，实现了高精度的信号传输。这种系统在高压测量环境下的应用潜力巨大，其稳定性、线性度和抗干扰能力是其主要优势。通过选择适当的硬件组件并进行精细的电路设计，可以构建出满足复杂测量需求的高效光电测量系统。
