[發明專利]一種模擬信號處理電路

有效

• 申請號: 201510701139.3
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105281770B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 翟小勇;戢漢幫;錢志剛;趙榮;劉皋;肖耀;王偉;何宗明
• 申請（專利權）人: 云頂科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

本發明公開了一種可同時采集電流信號和熱電阻信號、更加安全的模擬信號處理電路，包括：至少一個電流信號采樣電路以及與電流信號采樣電路一一對應的電流信號調理及放大電路、與所述的電流信號調理及放大電路相配合的電流信號通道切換電路、至少一個電阻信號采樣電路、與電阻信號采樣電路一一對應的電阻信號放大電路、與電阻信號放大電路相配合的電阻信號通道切換電路、用于切換電流/電阻信號及模數轉換的雙通道模數轉換電路、信號整形與隔離輸出電路、以及為電流信號通道切換電路、電阻信號放大電路和電阻信號通道切換電路提供基準電壓的基準電路。該模擬信號處理電路尤其適用于測量多路4?20mA信號、同時需要測量熱電阻的場合。

技術領域

本發明涉及到對工控應用中采集到的多路傳感器信號進行濾波、模數轉換等處理的電路。

背景技術

隨著物聯網在工業應用的迅速發展，對信號檢測與處理的要求不斷提高，對采集到的模擬量的精度要求也越來越高，同時，模擬量的種類也越來越多。目前，傳統的模擬信號處理電路(模擬信號采集器)大多都是功能單一、各自為政，不能同時處理和兼容多種同模擬量，通常只能采集同一種信號，例如：采集4-20mA的電流信號的電路，無法同時采集熱電阻信號，這在很多既要采集電流信號，又要采集熱電阻信號場合，通常需要兩套單獨的電路，處理起來比較麻煩，而且，使用成本也大幅增加；除此之外，傳統的模擬信號處理電路在輸出與輸入之間沒有設置隔離電路，給輸出后的系統帶來了安全隱患。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可同時采集電流信號和熱電阻信號、更加安全的模擬信號處理電路。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種模擬信號處理電路，包括：至少一個電流信號采樣電路以及與電流信號采樣電路一一對應的電流信號調理及放大電路、與所述的電流信號調理及放大電路相配合的電流信號通道切換電路、至少一個電阻信號采樣電路、與電阻信號采樣電路一一對應的電阻信號放大電路、與電阻信號放大電路相配合的電阻信號通道切換電路、用于切換電流/電阻信號及模數轉換的雙通道模數轉換電路、信號整形與隔離輸出電路、以及為電流信號通道切換電路和電阻信號通道切換電路提供電源的模擬電源；為雙通道模數轉換電路提供正、負參考電壓的基準電路、為信號整形與隔離輸出電路的相應側提供工作電壓的隔離電源；

所述的電阻信號放大電路包括：提供基準電流的恒流源、測量放大電路和補償放大電路，基準電流在通過熱采樣電阻和熱采樣電阻的連接線時轉化成電壓信號，這兩個電壓信號分別經過測量放大電路和補償放大電路的放大，得到測量電壓和補償電壓；

所述的電流信號通道切換電路，其作用是在多個電流信號采樣電路中選通一路輸出；

所述的電阻信號通道切換電路，其作用是在多個電阻信號采樣電路中選通一路輸出；

所述的雙通道模數轉換電路，其作用是：將所述的電流信號通道切換電路選通的一路電流信號采樣電路以及所述的電阻信號通道切換電路選通的一路電阻采樣信號進行模數轉換；

所述的信號整形與隔離輸出電路，其作用是：一方面將對雙通道模數轉換電路輸出的數據進行整形并隔離輸出，另一方面是將控制命令隔離后送給所述雙通道模數轉換電路的相應控制端。

作為一種優選方案，在所述的一種模擬信號處理電路中，所述的電阻信號采樣電路采用了三線制熱電阻，熱電阻的三個引腳的引出線路上分別設置有靜電釋放電路。

作為一種優選方案，在所述的一種模擬信號處理電路中，所述的恒流源的具體結構包括：運算放大器，運算放大器的正向輸入端通過正向輸入匹配電阻與基準電路的正參考電壓輸出端相連，運算放大器的負向輸入端通過負向輸入匹配電阻接地，運算放大器的輸出端分別通過一個輸出匹配電阻與測量放大電路和補償放大電路的相應端相連。