[發明專利]數模量程自動切換電路

有效

• 申請號: 201210081545.0
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102611426A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李國陽;張寶安;王永和;王艷周
• 申請（專利權）人: 上海信耀電子有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H03M1/68
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，涉及一種切換電路，具體涉及一種數模量程自動切換電路。

背景技術

自動量程轉換裝置常常存在信號輸入窄、范圍只在單極性0～2V，相應速度慢(100us)，在量程轉換臨界點頻繁切換、測量分辨率和測量精度低、安全性低等缺點。針對上述缺陷，本領域技術人員提出了一種改進的自動量程轉換裝置，如圖1所示，該裝置包括信號輸入電路、量程轉換電路、保護電路、單片機系統電路、A/D轉換電路、超量程超時告警電路、串行通信電路、顯示電路；輸入插座連接信號輸入電路；信號輸入電路的輸出芯片連接量程轉換電路，量程轉換電路與單片機系統電路相連，受到單片機系統電路反相控制；量程轉換電路分別連接到保護電路的兩個接點；保護電路中的兩個接點連接到A/D轉換電路；單片機系統電路分別與超量程超時告警電路、串行通信電路、顯示電路相連。該改進的自動量程轉換裝置測量范圍在0～±200mV、0～±2V、0～±20V不同的測量范圍內，均能可靠測量；測量分辨率可達本量程的0.05％，測量精度為本量程的±3％；安全性好，輸入電路必須具有過載保護能力，用二極管進行過壓保護，用電阻分壓設定保護電壓；響應速度快，最多兩次就能找到合適的量程，采樣速度50us；具有超量程超時報警；具有顯示和串行通信兩種輸出方式，使用方便，可遠距離傳輸，并方便與各種數據采集器與自動控制系統相連。但該改進的自動量程轉換裝置結構部件繁多，且結構獨立，不利于集成使用。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種數模量程自動切換電路，用以在不影響A/D采樣的響應速度的前提下自動實現數字信號到模擬信號的量程切換。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種數模量程自動切換電路。

一種數模量程自動切換電路，所述數模量程自動切換電路包括相連的電平轉換單元和開關單元；所述電平轉換單元將數字信號電平轉換成模擬信號電平；所述開關單元包括電容和開關管；所述電容和開關管并聯；所述開關管由所述模擬信號電平控制。

作為本發明的一種優選方案，所述開關管為MOS管或三極管。

作為本發明的另一種優選方案，所述電平轉換單元為電平轉換芯片。

作為本發明的再一種優選方案，所述電平轉換單元包括電阻R1、R2、R3、R4和三極管Q1；所述電阻R1的一端接電源VCC，電阻R1的另一端接電阻R2，所述電阻R1的另一端為數字信號電平輸入端；電阻R2的另一端接電阻R3；電阻R3的另一端接地；電阻R4的一端接電源VCC，電阻R4的另一端接三極管Q1的集電極；三極管Q1的基極接所述電阻R2的另一端，三極管Q1的發射極接地；所述三極管Q1的集電極為模擬信號電平輸出端。

作為本發明的再一種優選方案，所述數字信號電平輸入端通過一二極管與所述電阻R1的另一端相連。

一種用于模擬電路反饋控制系統的數模量程自動切換電路，所述模擬電路反饋控制系統包括供電電源、電感、受控開關、負載、采樣單元、運算放大器、PWM控制器；所述供電電源的正極連接電感的一端，電感的另一端與負載相連，供電電源的負極與負載相連；所述電感的另一端與供電電源負極之間連接所述受控開關；所述采樣單元設置于供電電源負極與負載之間；所述采樣單元的輸出端連接所述運算放大器的同相輸入端，所述運算放大器的輸出端連接PWM控制器的輸入端，PWM控制器的輸出端連接所述受控開關的控制端；所述數模量程自動切換電路包括相連的電平轉換單元和開關單元；所述電平轉換單元將數字信號電平轉換成模擬信號電平；所述開關單元包括電容和開關管；所述電容和開關管并聯；所述開關管由所述模擬信號電平控制；所述數模量程自動切換電路中電容的一端通過量程切換電阻與所述運算放大器的反相輸入端相連；所述電容的另一端接地。

作為本發明的一種優選方案，所述模擬電路反饋控制系統還包括電磁兼容型濾波器和整流濾波器；所述電磁兼容型濾波器連接于供電電源和電感之間；所述整流濾波器連接于電感和負載之間。

作為本發明的另一種優選方案，所述開關管為MOS管或三極管。

作為本發明的再一種優選方案，所述電平轉換單元為電平轉換芯片。