[發(fā)明專利]一種數字信號接口電路及工業(yè)設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810272242.4
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108322209B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 吳化柱;薛旭;喬毅;韓德玨
• 申請（專利權）人: 大連大鐵通益科技有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 武漢惠創(chuàng)知識產權代理事務所(普通合伙) 42243
• 代理人: 陳紅燕

本發(fā)明屬于接口設計領域，提供了一種數字信號接口電路及工業(yè)設備。該數字信號接口電路中，無極性隔離輸入接口電路采用第一光耦U1和第二光耦U2反向并聯的方式，實現了開關信號的無極性輸入，并同時實現了開關信號的隔離輸入。同時，該數字信號接口電路還包括有隔離輸出接口電路，可實現驅動信號的隔離輸出。并且，在輸入模式下和輸出模式下，用戶側均采用同一個數字信號輸入/輸出接口，實現了用戶側的輸入/輸出的復用，控制器側采用同一個控制器側輸入/輸出接口，實現了控制器側的輸入/輸出的復用，避免了端口資源浪費，可減小控制器的體積和硬件復雜度。

技術領域

本發(fā)明屬于接口設計領域，尤其涉及一種無極性、全隔離且可實現輸入/輸出復用的數字信號接口電路及工業(yè)設備。

背景技術

近年來，高速動車組制造技術已取得了巨大的成就。由于高速動車組中各系統(tǒng)的控制復雜，高速動車在組網進行列調之前，需要保證每節(jié)單車的功能正常。在單車功能測試階段，由于列車網絡沒有建成，沒有列車集控信號，需要使用列車集控信號模擬設備來完成動車組緊急制動、停放制動、緩解、列車塞拉門開關、空調、受電弓升降信號、列車牽引有效信號等列車集控功能的測試。每節(jié)單車需要測試的信號節(jié)點有200多個，這些被測節(jié)點的信號都是DC110V或DC24V的開關觸點信號或無源觸點信號。

為了縮短調試周期，提高生產效率，保證調試質量，首先，要求列車集控信號模擬設備的測量通道的數字信號接口可靈活配置輸入/輸出模式，即在不改變當前硬件連接的狀態(tài)下，輸入通道可以配置為輸出通道，反之亦然，即輸入/輸出通道兼容或數字信號接口能夠實現輸入/輸出復用。并且，不但要求連接用戶側的數字信號接口能夠實現輸入/輸出復用，同時為減少控制器的硬件資源，還要求連接控制器側的接口也能夠實現復用。其次，希望不需要對輸入數字信號接口的電氣極性（即正負極性）進行判斷，即實現數字信號接口的無極性輸入，以有利于保護設備和人員安全。最后，要求數字信號接口的輸入通道之間、輸出通道之間、以及輸入通道與輸出通道之間，實現完全的電氣隔離，以保證設備和操作人員的安全或為了減少干擾來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定與精度。

現有技術中，數字信號輸入接口電路與數字信號輸出接口電路是各自分開的，分別如圖1A和圖1B所示。對于如圖1A所示的數字信號輸入接口電路，外部電源DC通過開關K接到數字信號輸入接口電路的輸入端口DI，通過分壓電阻R4、R5使得光耦U4導通，此時光耦U4的輸出端的電平由VCC拉低到0.7V以使得輸入檢測信號發(fā)生變化，并通過接口CDI發(fā)送給控制器，完成一次數字信號輸入功能。對于如圖1B所示的數字信號輸出接口電路，由控制器通過接口DO_DRIVE發(fā)出驅動信號，控制光耦?U5導通，此時輸出端口DO需要外接電源DC和負載RL來完成數字信號的輸出功能。

可見，雖然現有技術提供的上述數字信號輸入/輸出相分離的接口電路可通過光耦實現信號隔離，但仍存在以下缺點：1、由于數字信號輸入/輸出各自獨立，不能按需進行輸入輸出方向的配置，占有的端口資源很多，造成接口資源的浪費和設備體積的龐大。2、數字信號輸入接口電路有電源極性要求，若出現誤接，則會造成電路不通或導致與其它通道電源的短路，引起破壞性后果。因此，上述的數字信號輸入/輸出相分離的接口電路不適用于列車集控信號模擬設備。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種數字信號接口電路，旨在解決現有技術提供的數字信號輸入/輸出相分離的接口電路不能同時滿足無極性、全隔離且輸入/輸出復用的問題。

本發(fā)明實施例是這樣實現的，一種數字信號接口電路，所述數字信號接口電路包括連接用戶側的數字信號輸入/輸出接口，連接控制器的控制器側輸入/輸出接口，連接在所述數字信號輸入/輸出接口和所述控制器側輸入/輸出接口之間的無極性隔離輸入接口電路和隔離輸出接口電路；