[發明專利]一種單口線變換電路

有效

• 申請號: 200910012140.X
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101588180A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 仲崇權;張大鵬;付樹東;張棟;王鶴
• 申請（專利權）人: 大連理工計算機控制工程有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 于忠晶

技術領域

本發明涉及模擬量輸出電路領域，特別涉及一種單口線變換電路。

背景技術

模擬量輸出電路在工業電子產品中有著廣泛的應用，當前主要以使 用各大半導體廠商提供的集成D/A芯片為主。使用集成D/A芯片實現模 擬量輸出，需要使用多個口線與D/A芯片通訊，配置寄存器，發送命令 等，最常用的SPI總線也需要有4根數據線；另外，集成D/A芯片成本 較高；最重要的是D/A芯片的輸出類型單一(電流、電壓、開關量需要 各自的D/A芯片輸出)。

發明內容

為了克服現有模擬量輸出電路存在的使用集成D/A芯片實現模擬量 輸出，需要使用多個口線與D/A芯片通訊，配置寄存器，發送命令等， 最常用的SPI總線也需要有4根數據線；另外，集成D/A芯片成本較高； 最重要的是D/A芯片的輸出類型單一的技術問題，本發明提供了一種單 口線變換電路。

本發明解決現有技術問題所采用的技術方案是：所述單口線變換電 路包括：單口線PWM輸入單元、光耦隔離單元、擴流電路單元、減法 器電路單元、RC濾波單元、隔離電路單元、輸出放大電路單元、跳線方 式輸出選擇單元、供電電源和參考電源；所述單口線PWM輸入單元、 光耦隔離單元、擴流電路單元、減法器電路單元、RC濾波單元、隔離電 路單元與輸出放大電路單元依次連接；所述輸出放大電路單元包括：電 流串聯負反饋電路單元、電壓并聯負反饋電路單元及模擬量輸出單元； 所述隔離電路單元與跳線方式輸出選擇單元的插針1端連接，所述電流 串聯負反饋電路單元與跳線方式輸出選擇單元的插針2端連接，電壓并 聯負反饋電路單元與跳線方式輸出選擇單元的插針3端連接；所述模擬 量輸出單元分別與電流串聯負反饋電路單元及電壓并聯負反饋電路單元 連接。所述RC濾波單元包括：第五電阻、第一電容器、第二電容器及 第一跳線帽；所述第五電阻、第一電容器及第二電容器組成一階低通有 源濾波器；所述第一跳線帽的插針1端與第五電阻的負端連接，所述第 一跳線帽的插針3端分別與第一電容器及第二電容器的正端連接，所述 第一跳線帽的插針2端為空。所述電流串聯負反饋電路單元與電壓并聯 負反饋電路單元通過第二跳線帽和第三跳線帽集成為一體，包括：第六 電阻、第七電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第 十三電阻、運算放大器；所述第二跳線帽的插針1端與第六電阻的負端 及運算放大器的正輸入端連接，所述第二跳線帽的插針2端與第七電阻 的負端連接，所述第二跳線帽的插針3端與第十二電阻的正端連接；所 述第三跳線帽的插針1端與運算放大器的負輸入端連接，所述第三跳線 帽的插針2端分別與第九電阻的正端及第十三電阻的正端連接，所述第 三跳線帽的插針3端分別與第十電阻的正端及第十一電阻的正端連接； 當第一跳線帽、第二跳線帽、第三跳線帽的跳線均接在插針1-3端時， 第六電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻及運算放大器組成電流 并聯負反饋電路，模擬輸出為電流輸出；當第一跳線帽的跳線接在1-3 端，第二跳線帽、第三跳線帽的跳線均接在插針1-2端時，第九電阻、 第十三電阻及運算放大器組成電壓并聯負反饋電路，模擬輸出為電壓輸 出；當第一跳線帽、第二跳線帽、第三跳線帽的跳線均接在插針1-2端 時，RC濾波單元不起作用，模擬輸出為開關量輸出。所述模擬量輸出電 路單元包括：三極管、場效應管、第三電容器及瞬態抑制二極管；所述 三極管的基極和場效應管的柵極通過第八電阻與運算放大器的輸出端連 接，三極管的發射極與所述場效應管的漏極連接，三極管的集電極和場 效應管的源極通過第十四電阻與瞬態抑制二極管連接；第十四電阻的正 端與第十一電阻的負端連接，第十四電阻的負端與第十二電阻及第十三 電阻的負端連接；所述第三電容器與瞬態抑制二極管并聯；瞬態抑制二 極管的正端為模擬輸出正，負端為模擬輸出負。所述隔離電路單元為一 級電壓跟隨器。所述光耦隔離單元為單光耦合器，PWM信號與單光耦合 器的1腳連接，單光耦合器的2腳通過限流第一電阻接地。所述擴流電 路單元為一級電壓跟隨器。所述減法器電路單元的正輸入與單光耦合器 的3腳連接，減法器電路單元的負輸入端與單光耦合器的4腳連接。

所述單口線PWM輸入單元由處理器完成，輸出頻率固定、占空比 可調的PWM方波信號。

減法器電路單元輸出的PWM占空比與單光耦合器輸入端的PWM 占空比相同。