[發明專利]一種模擬量采集模塊及其類型自動識別電路

在審

• 申請號: 202011024638.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112147399A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 馬華超;李雯;王猛;王海萍
• 申請（專利權）人: 南京林洋電力科技有限公司;江蘇林洋能源股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G05B19/042
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

一種模擬量采集模塊及其類型自動識別電路，它包括：直流模擬量發生器、電阻分壓電路R、差分輸入端口濾波電路L、計量芯片U和MCU主控系統，所述直流模擬量發生器連接電阻分壓電路R，電阻分壓電路R的采樣電壓輸出端連接至差分輸入端口濾波電路L的輸入端，差分輸入端口濾波電路L的輸出端連接計量芯片U的差分輸入端，由計量芯片U進行采樣信號的放大和A/D轉換，計量芯片U輸出數字信號經串口傳輸至MCU主控系統，在MCU主控系統中進行模擬量反算和類型識別。直流電壓、電流模擬量通過同一個采樣電路進行采樣，根據采樣電壓幅值范圍判斷外部接入的模擬量類型，無需切換外接端口，并且軟件識別程序簡單、易實現。

技術領域

本發明涉及一種模擬量采集模塊及其類型自動識別電路，應用于直流電流和電壓模擬量采集電路，具體地說是一種用于專變或公變終端中模擬量采集電路。

背景技術

近年來，直流電壓、電流模擬量采集電路普遍采用各自獨立的采樣通道，根據操作者外部接入不同的輸入端子來辨別輸入的模擬量類型，這種信號切換方式不僅浪費人力，而且軟件識別程序較為復雜，需要不斷掃描兩個采樣通道的信號輸入加以判斷。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提出一種模擬量采集模塊及其類型自動識別電路；直流電壓、電流模擬量通過同一個采樣電路進行采樣，根據采樣電壓幅值范圍判斷外部接入的模擬量類型，無需切換外接端口，并且軟件識別程序簡單、易實現。

本發明的技術方案是：

本發明提供一種模擬量采集模塊及其類型自動識別電路，它包括：直流模擬量發生器、電阻分壓電路R、差分輸入端口濾波電路L、計量芯片U和MCU主控系統，所述直流模擬量發生器連接電阻分壓電路R，電阻分壓電路R的采樣電壓輸出端連接至差分輸入端口濾波電路L的輸入端，差分輸入端口濾波電路L的輸出端連接計量芯片U的差分輸入端，由計量芯片U進行采樣信號的放大和A/D轉換，計量芯片U輸出數字信號經串口傳輸至MCU主控系統，在MCU主控系統中進行模擬量反算和類型識別。

進一步地，所述電阻分壓電路R包括串聯的分壓電阻R1、R2和基準電源，所述的基準電源為分壓電阻R1和R2提供穩定的基準電壓。

進一步地，所述的計量芯片U連接有模擬電源AVCC和數字電源VCC，所述的模擬電源AVCC和數字電源VCC之間設有隔離電路，前述隔離電路包括鐵氧體磁珠LF1和瓷片電容C10-C13，所述模擬電源AVCC的一端串接并聯的瓷片電容C10、C11之后接地，模擬電源AVCC的另一端接數字電源VCC的一端，數字電源VCC的另一端串接并聯的瓷片電容C12、C13之后接地。

進一步地，所述差分輸入端口濾波電路L采用低通濾波器LT，包括電阻R3、R4和電容C1、C2，所述的電阻R4的一端接分壓電阻R1、R2的連接點，另一端接電容C2后接地，電阻R4和電容C2的連接點作為一輸出端接計量芯片U的一差分采集信號輸入端；所述的電阻R3的一端接分壓電阻R1的接地端，另一端接電容C1后接地，電阻R3和電容C1的連接點作為另一輸出端接計量芯片U的另一差分采集信號輸入端。

進一步地，所述電阻分壓電路R兩端外接模擬量輸入信號，連接雙向TVS管D1到地，防止插拔產生過壓損壞電路。

進一步地，所述電阻R1、R2的比值范圍是：1/99-1/101。

進一步地，所述電阻R1、R2的比值是：1/100。

一種模擬量采集模塊及其類型自動識別電路的識別方法，該方法包括以下步驟：

S1、MCU主控系統通過串口讀取計量芯片U采集到的輸出數據CODE，采用下述公式獲取輸出電壓V_O；

CODE＝2^N-1×AV_O/V_REF