一種高溫信號控制開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫信號控制開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]在自動控制系統(tǒng)中，開關(guān)主要是完成信號鏈路中的信號切換功能，目前主要是采用模擬開關(guān)實現(xiàn)對信號鏈路的關(guān)斷或者打開。
[0003]但是，模擬開關(guān)一般是采用MOS (Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體)管的開關(guān)方式進行信號控制，由于MOS管存在一個漏集電流，在工作時對控制系統(tǒng)中輸入信號的電壓值有一定損耗，隨著電路的傳送會使電壓信號發(fā)生變化，容易導(dǎo)致系統(tǒng)誤差過大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供一種高溫信號控制開關(guān)，旨在解決模擬開關(guān)對信號進行控制時會使輸入的電壓信號發(fā)生變化，容易導(dǎo)致系統(tǒng)誤差過大的問題。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種高溫信號控制開關(guān)，所述高溫信號控制開關(guān)包括:
[0006]運算放大器:具有控制端、同相輸入端、反相輸入端以及輸出端；
[0007]單片機:具有輸入端口與輸出端口，輸入端口接收外部的電壓信號，并經(jīng)過內(nèi)部程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為邏輯電平，輸出端口將邏輯電平進行輸出，并將其作為高溫信號控制開關(guān)的控制信號；
[0008]所述單片機的輸出端口與所述運算放大器的控制端口通過導(dǎo)線連接，所述單片機輸出端口輸出的邏輯電平通過導(dǎo)線傳送至所述運算放大器的控制端口，用于控制所述運算放大器的接通與斷開；
[0009]所述運算放大器的工作溫度范圍為_40°C?+150°C。
[0010]在本實用新型實施例中，單片機的輸出端口與運算放大器的使能端口連接，單片機接收外界輸入的電壓信號，根據(jù)輸入的電壓信號的變化情況來控制輸出邏輯高電平或者低電平，從而控制運算放大器的接通或者斷開，實現(xiàn)對信號鏈路的信號切換功能，使運算放大器達到開關(guān)的作用。運算放大器能夠在高溫環(huán)境中控制信號，不會使輸入的電壓信號發(fā)生變化，而且其自身功耗較小，失調(diào)極低，作為開關(guān)在控制系統(tǒng)中使用時能降低系統(tǒng)的功耗損失，減少系統(tǒng)誤差。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型第一實施例提供的高溫信號控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實用新型第二實施例提供的高溫信號控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0014]在本實用新型實施例中，單片機的輸出端口與運算放大器的使能端口連接，單片機輸入端口接收外部的輸入電壓信號，并經(jīng)過內(nèi)部程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為邏輯電平，輸出端口將邏輯電平進行輸出，從而控制運算放大器的接通或者斷開，實現(xiàn)對信號鏈路的信號切換功能，使運算放大器達到開關(guān)的作用。運算放大器能夠在高溫環(huán)境中控制信號，不會使輸入的電壓信號發(fā)生變化，而且其自身功耗較小，失調(diào)極低，作為開關(guān)在控制系統(tǒng)中使用時能降低系統(tǒng)的功耗損失，減少系統(tǒng)誤差。
[0015]圖1示出了本實用新型第一實施例提供的高溫信號控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出與本實用新型相關(guān)的部分。
[0016]在本實用新型實施例中，高溫信號控制開關(guān)包括單片機與運算放大器。
[0017]本實用新型實施例中的運算放大器具有控制端Enable、同相輸入端V+、反相輸入端V-以及輸出端Out，運算放大器的工作溫度范圍為_40°C?+150°C。
[0018]本實用新型實施例中的單片機具有輸入端口 I/O (Input/Output，輸入/輸出)與輸出端口 GP1 (General Purpose Input Output，通用輸入/輸出)，輸入端口 I/O接收外部的輸入電壓信號，并通過內(nèi)部程序?qū)⑤斎腚妷盒盘栟D(zhuǎn)化為邏輯電平，邏輯電平通過輸出端口 GP1傳送至運算放大器的控制端口 Enable，作為控制信號來控制運算放大器的接通與斷開。
[0019]本實用新型實施例中的單片機的輸出端口 GP1與運算放大器的使能端口 Enable通過導(dǎo)線連接，用于根據(jù)輸出端口輸出的邏輯電平信號來控制運算放大器的接通與斷開。
[0020]作為本實用新型的一個實施例，運算放大器的輸出端Out與反相輸入端V-連接，用于作為電壓跟隨器。
[0021 ] 電壓跟隨器的電壓放大倍數(shù)恒小于且接近I，其輸出電壓與輸入電壓是相同的。電壓跟隨器的顯著特點就是，輸出阻抗一般比較高，通常在幾千歐到幾十千歐，如果后級的輸入阻抗比較小，那么信號就會有在前級的輸出電阻中存在部分損耗，就需要電壓跟隨器來從中進行緩沖，減少信號的損耗。而且電壓跟隨器提高了輸入阻抗，這樣，輸入電容的容量可以大幅度減小，為應(yīng)用高品質(zhì)的電容提供了前提保證。在本實用新型的實施例中將運算放大器的輸出端Out與反相輸入端V-連接，用于作為電壓跟隨器使用，可以最大限度的減少輸入電壓信號的衰減，可以有效的降低信號的損耗，從而降低系統(tǒng)的功耗。
[0022]作為本實用新型的另一實施例，運算放大器的同相輸入端V+與信號采集系統(tǒng)連接，當運算放大器處于接通狀態(tài)時，信號采集系統(tǒng)采集的信號可以通過運算放大器的同相輸入端V+傳送至運算放大器的輸出端Out進行輸出。
[0023]作為本實用新型的一個實施例，運算放大器的輸出端Out與數(shù)據(jù)采集器連接，當運算放大器處于接通狀態(tài)時，運算放大器將信號采集系統(tǒng)發(fā)送的信號傳送至數(shù)據(jù)采集器中。
[0024]在本實用新型實施例中，單片機通過1/0端口接收外部的輸入電壓信號，根據(jù)輸入電壓信號的變化情況來控制GP1輸出高電平“ I ”或者低電平“0”，從而控制運算放大器的關(guān)斷或者打開，實現(xiàn)對信號鏈路的信號切換功能，使運算放大器達到開關(guān)的作用。
[0025]當單片機的輸出端口GP1輸出為“I”時，運算放大器的使能端口 Enable接收到高電平“ 1”，運算放大器處于接通狀態(tài)，此時運算放大器同相輸入端V+接收的信號可以通過運算放大器到達輸出端Out，可以使信號通過時無衰減。
[0026]當單片機的輸出端口GP1輸出為“O”時，運算放大器的使能端口接收到低電平“0”，運算放大器處于斷開狀態(tài)，此時運算放大器輸入端V+接收的信號不能通過運算放大器到達輸出端Out。
[0027]本實用新型實施例中的運算放大器采用的是斬波穩(wěn)零運算放大器，其具有最低的失調(diào)和漂移性能。斬波穩(wěn)零放大器可提供低于5uV的失調(diào)電壓，而且不會出現(xiàn)明顯的失調(diào)漂移，低功耗運放，其在通用運放的基礎(chǔ)上大降低了功耗，可以用于對功耗有限制的場所，例如手持設(shè)備。同時，斬波穩(wěn)零運算放大器具有靜態(tài)功耗低、工作電壓可以低到接近電池電壓、在低電壓下還能保持良好的電氣性能。
[0028]本實用新型實施例中的低功耗運放的工作溫度范圍在_40°C?+150°C，可以保證在高溫情況下對信號穩(wěn)定的控制，同時降低應(yīng)用成本。
[0029]本實用新型中的運算放大器只是對被控制信號做一個引導(dǎo)轉(zhuǎn)接作用。將輸入端的信號轉(zhuǎn)到輸出端，不會消耗信號本身的能量。當不需要信號時，單片機輸出端口 GP1輸出的信號可以讓運算放大器進入關(guān)閉模式，這樣信號就無法由運算放大器的輸入端到達輸出端進行輸出。此時運算放大器沒有功耗消耗。
[0030]圖2為本實用新型第二實施例提供的高溫信號控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)。
[0031]本實用