[發明專利]通用交直流電信號閾值設置與甄別系統

在審

• 申請號: 201410520389.2
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104317216A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 沈維聰;朱亮;肖偉翔
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;胡紅林

技術領域

本發明涉及模擬信號二值化中電信號的處理，具體地指一種通用交直流電信號閾值設置與甄別系統。

背景技術

電信號常用作測量和控制儀器的觸發信號，對觸發控制信號而言，二值化的開關量信號比模擬量信號要精準得多，它避免了由模擬量信號帶來的過渡區，也能有效的屏蔽干擾信號。因此，方便準確地設置與甄別電信號強度閾值對精準測量與控制來說是很有必要的。

目前，通過模擬信號電平檢測器設置與甄別電信號強度閾值需要滿足以下要求：

(1)模擬信號的比較閾值要可以由用戶自由設置；

(2)能準確高速地將模擬信號二值化輸出；

(3)對于信號源回路，要求電平檢測器對號源回路影響最小。

例如，在毫秒計的計時啟停控制中，若控制信號為電位信號，通常觸發電平的閾值較小(以提高靈敏度)且固定不變，但這樣在電磁干擾較強的場合，常常會引起誤觸發。另外，電平比較觸發器是常見的一種電子電路，電信號的形式往往只有直流電壓一種，這對實際使用多有不便，目前還沒有能可變比較閾值、且對交直流信號通用的智能電平比較觸發器。

發明內容

本發明目的在于克服上述現有技術的不足而提供一種通用交直流電信號閾值設置與甄別系統，該系統能夠實現輸入交直流電壓以及交直流電流在標稱范圍內，模擬電信號的二值性轉換和輸出，且模擬電信號的比較閾值可通過單片機由用戶準確的設置。

實現本發明目的采用的技術方案是：一種通用交直流電信號閾值設置與甄別系統，包括：

信號處理模塊，包括電壓輸入電路和電流輸入電路，所述電壓輸入電路包括交流電壓輸入電路和直流電壓輸入電路，所述電流輸入電路包括交流電流輸入電路和直流電流輸入電路；

單片機，與所述信號處理模塊的輸出連接；

雙四選一的多路模擬選擇開關，所述單片機通過兩位控制編碼00、01、10、11選通雙四選一的多路模擬選擇開關實現不同信號的選擇輸出；以及

電壓比較器，其正向端與所述雙四選一的多路模擬選擇開關的輸出連接，負向端與所述單片機連接。

在上述技術方案中，所述交流電壓輸入電路中設有線性整流電路。

在上述技術方案中，所述電流輸入電路中包括：霍爾傳感器，用于將輸入的電流轉換為電壓信號。

進一步地，所述電流輸入電路中的交流電流輸入電路中還包括：

運放減法電路，其連接于所述霍爾傳感器后，用于去除霍爾傳感器轉換后的電壓中的偏置電壓。

本發明對于輸入交直流電壓(0～250V或用戶指定)以及交直流電流(0～50A或用戶指定)在標稱范圍內，模擬電信號的二值性轉換和輸出，同時，模擬電信號的比較閾值通過單片機由用戶準確的設置，然后轉換后的信號與用戶設置值進行精準的甄別。

本發明能夠通過單片機方便地設置甄別電信號強度閾值，以及快速實現對交/直流電壓和交/直流電流信號進行甄別，具有電信號取樣類型全，幅值范圍廣，交直流信號轉換精度高，電平觸發穩定，抗干擾能力強等優點。

附圖說明

圖1為本發明通用交直流電信號閾值設置與甄別系統的結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本發明通用交直流電信號閾值設置與甄別系統，包括：

信號處理模塊、MCU、雙四選一的多路模擬選擇開關和比較器，本實施例中，MCU采用TI公司的430單片機核心系統，內部集成多路12位高精度AD轉換和DA轉換模塊，具有低功耗低成本高效率的效果，用戶通過MCU精確地設置模擬電信號的比較閾值；雙四選一的多路模擬選擇開關采用CD4052；比較器采用高速單電源比較器LM311。

在毫秒計的計時控制(啟動/停止)中，有時需兩個信號每個通道有電壓輸入和電流輸入兩個分支，因此，本實施例中信號處理模塊以兩個完全一樣的第一通道和第二通道來進行說明，即每個通道都有四種電信號的選擇，具體如下：

其中，第一通道包括第一電壓輸入電路和第一電流輸入電路，第一電壓輸入電路包括第一交流電壓輸入電路和第一直流電壓輸入電路，第一電流輸入電路包括第一交流電流輸入電路和第一直流電流輸入電路；

第二通道包括第二電壓輸入電路和第二電流輸入電路，第二電壓輸入電路包括第二交流電壓輸入電路和第二直流電壓輸入電路，第二電流輸入電路包括第二交流電流輸入電路和第二直流電流輸入電路。