[發(fā)明專利]模擬信號通道切換電路及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310065991.7
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103199826A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余錦望;侯勇;向水平;陳根余;陳燚;高云峰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/04
• 分類號: H03K17/04
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號切換技術(shù)，特別是涉及一種模擬信號通道切換電路及方法。

背景技術(shù)

模擬信號通道的切換技術(shù)在機床的電氣控制中起著重要作用，電氣控制有時需要進行多路信號和參數(shù)的采集控制，如果每一路都單獨采用各自的輸入回路，不僅成本比單路成倍增加，而且會導(dǎo)致系統(tǒng)體積龐大，且由于模擬器件、阻容元件參數(shù)特性不一致，對系統(tǒng)的校準帶來很大困難。并且對于多路，比如對上百路信號進行采集，每路單獨采用一個回路幾乎是不可能的。因此，除特殊情況下采用多路獨立的放大、A/D（Analog-to-Digital，模數(shù)轉(zhuǎn)換）外，通常采用公共的采樣/保持及A/D轉(zhuǎn)換電路（有時甚至可將某些放大電路共用），利用多路開關(guān)進行模擬信號的選擇控制。

另外，在機床控制中，有時需要在兩路或以上的模擬信號中切換，選擇其中一路驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。

傳統(tǒng)的模擬信號通道切換是使用繼電器來實現(xiàn)的，通過控制繼電器的吸合和釋放來切換模擬信號通道。一般繼電器的吸合需要20ms，釋放也需要20ms，固態(tài)繼電器的吸合和釋放的時間都需要10ms。利用繼電器進行模擬信號通道切換存在通道切換速度慢的問題，繼電器的機械特性也導(dǎo)致其在頻繁開閉的條件下容易產(chǎn)生機械疲勞，存在使用壽命短的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種通道切換速度快、使用壽命長的模擬信號通道切換電路及方法。

一種模擬信號通道切換電路，包括：模擬信號輸入通道，包括第一通道和第二通道，所述第一和第二通道分別用于接收第一模擬信號和第二模擬信號；比較器，所述比較器的輸入端接收通道選擇信號，所述比較器用于判斷所述通道選擇信號是否大于或等于有效閾值，所述比較器的第一輸出端和第二輸出端在所述通道選擇信號大于或等于所述有效閾值時輸出第一狀態(tài)，在所述通道選擇信號小于所述有效閾值時輸出第二狀態(tài)；通道選擇模塊，包括模擬開關(guān)芯片，所述模擬開關(guān)芯片的第一輸入端和第二輸入端分別與所述第一通道和第二通道連接，第一控制端和第二控制端分別與所述比較器的第一輸出端和第二輸出端連接，所述模擬開關(guān)芯片在接收到所述第一狀態(tài)時由所述模擬開關(guān)芯片的輸出端選擇輸出通過所述模擬開關(guān)芯片的第一輸入端接收的信號，在接收到所述第二狀態(tài)時由所述模擬開關(guān)芯片的輸出端選擇輸出通過所述模擬開關(guān)芯片的第二輸入端接收的信號；模擬信號輸出通道，與所述模擬開關(guān)芯片的輸出端連接，所述模擬信號輸出通道的輸出端輸出所述模擬開關(guān)芯片選擇輸出的信號。

在其中一個實施例中，所述模擬開關(guān)芯片為CD4066芯片，所述比較器為雙輸出單限電壓比較器。

在其中一個實施例中，所述模擬信號輸入通道包括第一輸入運算電路和第二輸入運算電路，所述第一通道通過所述第一輸入運算電路與所述模擬開關(guān)芯片的第一輸入端連接，所述第二通道通過所述第二輸入運算電路與所述模擬開關(guān)芯片的第二輸入端連接，所述第一輸入運算電路和第二輸入運算電路分別用于將所述第一模擬信號和第二模擬信號按比例變換為所述CD4066芯片能夠處理的電壓范圍；所述模擬信號輸出通道包括輸出運算電路，所述輸出運算電路用于將所述模擬開關(guān)芯片輸出的模擬信號變換為經(jīng)所述模擬信號輸入通道變換前的電壓大小后輸出。

在其中一個實施例中，所述模擬信號通道切換電路包括與所述比較器的輸入端連接的光電隔離電路，所述通道選擇信號經(jīng)所述光電隔離電路傳輸至所述比較器。

在其中一個實施例中，所述模擬信號通道切換電路包括與所述模擬信號輸出通道的輸出端連接的輸出保護電路，所述輸出保護電路用于進行過壓過流保護。

在其中一個實施例中，所述輸出第一狀態(tài)為由所述比較器的第一輸出端輸出正5伏電壓，第二輸出端輸出負5伏電壓；所述輸出第二狀態(tài)為由所述比較器的第一輸出端輸出負5伏電壓，第二輸出端輸出正5伏電壓。

在其中一個實施例中，所述模擬信號通道切換電路還包括供電模塊，所述供電模塊與所述模擬信號輸入通道、通道選擇模塊及模擬信號輸出通道連接，所述供電模塊為所述模擬信號輸入通道、通道選擇模塊及模擬信號輸出通道提供工作電壓。

一種模擬信號通道切換方法，包括以下步驟：接收第一模擬信號和第二模擬信號；接收通道選擇信號；判斷所述通道選擇信號是否大于或等于有效閾值；若是，則輸出第一狀態(tài)；若否，則輸出第二狀態(tài)；接收到所述第一狀態(tài)后輸出所述第一模擬信號；接收到所述第二狀態(tài)后輸出所述第二模擬信號。

在其中一個實施例中，所述接收通道選擇信號步驟之后，判斷所述通道選擇信號是否大于或等于有效閾值的步驟之前包括對所述通道選擇信號進行光電隔離的步驟。