專利名稱：模擬信號(hào)的采樣隔離電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采樣隔離電路，屬于信號(hào)隔離技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種模擬 信號(hào)的采樣隔離電路。
背景技術(shù)：
信號(hào)隔離技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、PLC和DCS等控制系統(tǒng)，是保證這些控制系統(tǒng) 安全、穩(wěn)定、正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，一個(gè)簡(jiǎn)單可靠、精度高的信號(hào)采樣隔離電路，對(duì)于降低控制系 統(tǒng)的成本和運(yùn)行能耗具有重大意義。目前，一般的信號(hào)采樣隔離方法有以下兩種，一是采用 磁感器件，信號(hào)先經(jīng)過調(diào)制，通過磁感器件隔離后再進(jìn)行解調(diào)，從而得到隔離前的信號(hào)；二 是采用線性光耦進(jìn)行隔離。其中，第一種采樣隔離方法比較傳統(tǒng)，效果比較好，但是線路比 較復(fù)雜，精度存在損耗；而第二種采樣隔離方法線路雖然比較簡(jiǎn)單，但是線性光耦存在非線 性，誤差相對(duì)比較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種線路簡(jiǎn)單、精度 高的模擬信號(hào)的采樣隔離電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種模擬信號(hào)的采樣隔離電路，其包括_采樣電路模塊，包括有單線控制的AD轉(zhuǎn) 換器，用以將儀表的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；-隔離電路模塊，包括有配合使用的第一光 電耦合器和第二光電耦合器，用以控制AD轉(zhuǎn)換器工作并接收AD轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，所述采樣電路模塊包括_濾波電路單元，含有并聯(lián)的采樣取壓電阻和采 樣濾波電容，用以濾去輸出電壓的紋波；-信號(hào)調(diào)理單元，置于濾波電路單元和AD轉(zhuǎn)換器之 間，用以接收濾波電路單元的輸出電壓并調(diào)理后輸送至AD轉(zhuǎn)換器；-AD轉(zhuǎn)換器，其輸入端與 信號(hào)調(diào)理單元的輸出端連接，用以接收信號(hào)調(diào)理單元的模擬輸出電壓并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。較好的，所述濾波電路單元并聯(lián)有一保護(hù)用穩(wěn)壓管。進(jìn)一步，所述隔離電路模塊包括_第一光電耦合器，其輸入端的陽極為A/D控制 端并通過第一限流電阻與供電電壓連接，陰極為A/D數(shù)據(jù)端，輸出端的基極與工作電壓連 接，集電極與AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)端口連接且通過第一上拉電阻與工作電壓連接，發(fā)射極接 地；-第二光電耦合器，其輸入端的陽極通過第二限流電阻與工作電壓連接，陰極與AD轉(zhuǎn)換 器的數(shù)據(jù)端口連接，輸出端的基極與供電電壓連接，集電極為A/D數(shù)據(jù)端且通過第二上拉 電阻與供電電壓連接，發(fā)射極接地。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為1、線路簡(jiǎn)單，利用單線控制的AD轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)光電耦合器即實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的采 樣和隔離；2、精度高，隔離后的精度僅取決于隔離前AD轉(zhuǎn)換器的精度，而AD轉(zhuǎn)換器只是一個(gè) 從設(shè)備，只要主設(shè)備正確發(fā)送命令，即可實(shí)現(xiàn)主設(shè)備和從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。
3[0012]為了能更清晰的理解本實(shí)用新型，以下將結(jié)合附圖說明闡述本實(shí)用新型的具體實(shí) 施方式。

圖1是本實(shí)用新型的電路連接示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型所述的模擬信號(hào)采樣隔離電路，包括有采樣電路模塊1和 隔離電路模塊2。上述采樣電路模塊1包括濾波電路單元，含有并聯(lián)的采樣取壓電阻Ri和采樣濾 波電容Ci，用以濾去輸出電壓的紋波；信號(hào)調(diào)理單元，置于濾波電路單元和AD轉(zhuǎn)換器之間， 用以接收濾波電路單元的輸出電壓并調(diào)理后輸送至AD轉(zhuǎn)換器；AD轉(zhuǎn)換器，其輸入端與信號(hào) 調(diào)理單元的輸出端連接，用以接收信號(hào)調(diào)理單元的模擬輸出電壓并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。較好 的，所述濾波電路單元并聯(lián)有一保護(hù)用穩(wěn)壓管ZR，電路正常工作時(shí)，穩(wěn)壓管ZR不起作用，對(duì) 于普通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以取消該穩(wěn)壓管ZR，而對(duì)附加數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，穩(wěn)壓管ZR具有保護(hù)原 有系統(tǒng)的作用，即使附加數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生故障也不會(huì)影響原有系統(tǒng)的正常工作。上述隔離電路模塊2包括第一光電耦合器0PT1，其輸入端的陽極為A/D控制端 并通過第一限流電阻Rl與供電電壓連接，陰極為A/D數(shù)據(jù)端，輸出端的基極與工作電壓連 接，集電極與AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)端口連接且通過第一上拉電阻R3與工作電壓連接，發(fā)射極接 地；第二光電耦合器0PT2，其輸入端的陽極通過第二限流電阻R2與工作電壓連接，陰極與 AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)端口連接，輸出端的基極與供電電壓連接，集電極為A/D數(shù)據(jù)端且通過第 二上拉電阻R4與供電電壓連接，發(fā)射極接地。本實(shí)用新型的工作原理如下所述1、當(dāng)需要向AD轉(zhuǎn)換器發(fā)送數(shù)據(jù)或命令時(shí)，先使A/D控制端處于懸空狀態(tài)，此時(shí)若 A/D數(shù)據(jù)端為低電平，第一光電耦合器OPTl的發(fā)光二極管導(dǎo)通，AD轉(zhuǎn)換器即可接收到一個(gè) 低電平；若A/D數(shù)據(jù)端為高電平，第一光電耦合器OPTl的發(fā)光二極管截止，AD轉(zhuǎn)換器即可 接收到一個(gè)高電平。2、當(dāng)需要接收AD轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)時(shí)，先使A/D控制端處于低電平狀態(tài)，即關(guān)閉第一光 電耦合器OPTl，第二光電耦合器0PT2則受AD轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)端的控制，此時(shí)若AD轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù) 端為低電平，第二光電耦合器0PT2的發(fā)光二極管導(dǎo)通，A/D數(shù)據(jù)端即為低電平；若AD轉(zhuǎn)換 器數(shù)據(jù)端為高電平，第二光電耦合器0PT2的發(fā)光二極管截止，則A/D數(shù)據(jù)端為高電平。本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本實(shí)用新型的各種改動(dòng)或變型不脫 離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變型屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù) 范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求一種模擬信號(hào)的采樣隔離電路，其特征在于包括 采樣電路模塊，包括有單線控制的AD轉(zhuǎn)換器，用以將儀表的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 隔離電路模塊，包括有配合使用的第一光電耦合器和第二光電耦合器，用以控制AD轉(zhuǎn)換器工作并接收AD轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬信號(hào)的采樣隔離電路，其特征在于所述采樣電路模塊 包括_濾波電路單元，含有并聯(lián)的采樣取壓電阻和采樣濾波電容，用以濾去輸出電壓的紋波；-信號(hào)調(diào)理單元，置于濾波電路單元和AD轉(zhuǎn)換器之間，用以接收濾波電路單元的輸出 電壓并調(diào)理后輸送至AD轉(zhuǎn)換器；-AD轉(zhuǎn)換器，其輸入端與信號(hào)調(diào)理單元的輸出端連接，用以接收信號(hào)調(diào)理單元的模擬輸 出電壓并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬信號(hào)的采樣隔離電路，其特征在于所述濾波電路單元 并聯(lián)有一保護(hù)用穩(wěn)壓管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬信號(hào)的采樣隔離電路，其特征在于所述隔離電路模塊 包括-第一光電耦合器，其輸入端的陽極為A/D控制端并通過第一限流電阻與供電電壓連 接，陰極為A/D數(shù)據(jù)端，輸出端的基極與工作電壓連接，集電極與AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)端口連接 且通過第一上拉電阻與工作電壓連接，發(fā)射極接地；-第二光電耦合器，其輸入端的陽極通過第二限流電阻與工作電壓連接，陰極與AD轉(zhuǎn) 換器的數(shù)據(jù)端口連接，輸出端的基極與供電電壓連接，集電極為A/D數(shù)據(jù)端且通過第二上 拉電阻與供電電壓連接，發(fā)射極接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種模擬信號(hào)的采樣隔離電路，其包括采樣電路模塊，包括有單線控制的AD轉(zhuǎn)換器，用以將儀表的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；隔離電路模塊，包括有配合使用的第一光電耦合器和第二光電耦合器，用以控制AD轉(zhuǎn)換器工作并接收AD轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為1、線路簡(jiǎn)單，利用單線控制的AD轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)光電耦合器即實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的采樣和隔離；2、精度高，隔離后的精度僅取決于隔離前AD轉(zhuǎn)換器的精度，而AD轉(zhuǎn)換器只是一個(gè)從設(shè)備，只要主設(shè)備正確發(fā)送命令，即可實(shí)現(xiàn)主設(shè)備和從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。
文檔編號(hào)H03K19/14GK201656952SQ201020118720
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者陳仲胡 申請(qǐng)人:中國輕工業(yè)廣州設(shè)計(jì)工程有限公司