[實(shí)用新型]一種高速PWM信號(hào)采集電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521050969.6
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN205249161U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉潔
• 申請（專利權(quán)）人: 延鋒偉世通電子科技（南京）有限公司
• 主分類號(hào): H03K7/08
• 分類號(hào): H03K7/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 王露

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種汽車電子中的高速敏感信號(hào)采集電路，尤其涉及一種高速PWM信號(hào)采集的電子電路。

背景技術(shù)

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車行業(yè)越來越多的關(guān)注用戶體驗(yàn)，由此也越來越多地采用電子部件。隨著科技的不斷進(jìn)步，對汽車電子部件中存在的諸如車速信號(hào)、安全帶預(yù)緊器控制信號(hào)和汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制信號(hào)等高速敏感信號(hào)采集電路中越來越多的使用自帶診斷功能的智能傳感器，這樣雖然使得高速PWM信號(hào)采集電路帶了診斷功能，但也使得采集電路中存在了較多的用于濾波的運(yùn)放電路，不僅增加了汽車電子部件的成本，而且對電路中運(yùn)放的低偏置電流也存在著較高的要求，因此，需要一種成本較低、電路結(jié)構(gòu)簡單且具有良好性能的高速PWM信號(hào)采集電路來替代現(xiàn)有的電路。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型正是針對現(xiàn)有高速PWM信號(hào)采集電路中存在的技術(shù)問題，提供一種高速PWM信號(hào)采集電路，該電路在不犧牲性能的情況下，通過合理配置晶體三極管來對輸入PWM的高速信號(hào)有效進(jìn)行采樣、放大，具有成本低、電路結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為，一種高速PWM信號(hào)采集電路，包括電源、NPN型晶體管、RC高通濾波模塊、運(yùn)算放大器、PWM信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端，所述RC高通濾波模塊采用第一電容和第一電阻串聯(lián)構(gòu)成，電源連接上拉電阻的一端，上拉電阻的另一端連接第一電容，所述第一電阻連接NPN型晶體管的基極，從上拉電阻和第一電容之間引出一條支路作為PWM信號(hào)輸入端；從上拉電阻和第一電容之間還引出一條支路連接第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接運(yùn)算放大器的正相輸入端，運(yùn)算放大器的正相輸入端通過第三電阻接模擬地，運(yùn)算放大器的反相輸入端與其輸出端相連，運(yùn)算放大器的接地端直接接地，運(yùn)算放大器的電源端直接連接電源，運(yùn)算放大器的輸出端為信號(hào)輸出端；所述NPN型晶體管的集電極通過第四電阻連接電源，NPN型晶體管的基極通過第五電阻連接電源，在NPN型晶體管的基極和發(fā)射極之間接入第六電阻，NPN型晶體管的發(fā)射極連接模擬地，在第四電阻和NPN型晶體管的集電極之間引出一條支路作為時(shí)鐘同步端。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述PWM信號(hào)輸入端通過雙向TVS二極管連接模擬地，將雙向TVS二極管放置在信號(hào)線及接地之間，能夠避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪音影響。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述雙向TVS二極管的型號(hào)為NUP1105，將PWM信號(hào)輸入端連接至NUP1105二極管的第一正極，NUP1105二極管的第二正極連接模擬地，NUP1105二極管的負(fù)極懸空，NUP1105二極管對輸入的高速PWM信號(hào)進(jìn)行靜電防保護(hù)。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述時(shí)鐘同步端通過第二電容接地。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述NPN型晶體管的型號(hào)為MMBT3904，為一高頻小功率管，經(jīng)常用于正電壓供電的放大電路里前級小信號(hào)放大，通過合理配置該晶體管的外圍電阻（即第四至第六電阻）的阻值，使得晶體管在使能時(shí)工作在飽和狀態(tài)，而在關(guān)閉時(shí)工作在放大狀態(tài)。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述運(yùn)算放大器采用型號(hào)為LM2904的低功率運(yùn)放，其轉(zhuǎn)換速率為0.6V/μs，由于在運(yùn)放的正相輸入端配置有高阻值的第二和第三電阻，使得該運(yùn)放的輸入阻抗較大，從而可作為診斷用。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的采樣電路整體結(jié)構(gòu)簡單可靠，成本低，電路中的高通濾波模塊能濾除掉輸入信號(hào)中的低頻噪聲，設(shè)置在電源與信號(hào)輸入端之間的上拉電阻為輸入信號(hào)提供供電電源，并在信號(hào)輸入端接入雙向TVS二極管以對輸入信號(hào)進(jìn)行靜電防護(hù)；在運(yùn)算放大器的正相輸入端設(shè)置的第二和第三電阻為運(yùn)算放大器提供高輸入阻抗，使運(yùn)算放大器作為診斷用，從而使得該電路自帶診斷功能；通過合理配置NPN型晶體管的外圍電阻（即第四、第五和第六電阻）的阻值，使得晶體管在使能時(shí)工作在飽和狀態(tài)，而在關(guān)閉時(shí)工作在放大狀態(tài)，整個(gè)采樣電路的信號(hào)響應(yīng)速度快、輸出信號(hào)無畸變和延時(shí)，能夠?qū)斎氲母咚貾WM信號(hào)有效進(jìn)行采樣。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有汽車電子部件中所采用的高速PWM信號(hào)采集電路圖。

圖2為本實(shí)用新型所提出的高速PWM信號(hào)采集電路圖。

圖3為本實(shí)用新型所提出的高速PWM信號(hào)采集電路中的晶體管的靜態(tài)工作特性。

具體實(shí)施方式

為了加深對本實(shí)用新型的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述和介紹。