[发明专利]一种单口线变换电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟量输出电路领域，特别涉及一种单口线变换电路。

背景技术

模拟量输出电路在工业电子产品中有着广泛的应用，当前主要以使 用各大半导体厂商提供的集成D/A芯片为主。使用集成D/A芯片实现模 拟量输出，需要使用多个口线与D/A芯片通讯，配置寄存器，发送命令 等，最常用的SPI总线也需要有4根数据线；另外，集成D/A芯片成本 较高；最重要的是D/A芯片的输出类型单一(电流、电压、开关量需要 各自的D/A芯片输出)。

发明内容

为了克服现有模拟量输出电路存在的使用集成D/A芯片实现模拟量 输出，需要使用多个口线与D/A芯片通讯，配置寄存器，发送命令等， 最常用的SPI总线也需要有4根数据线；另外，集成D/A芯片成本较高； 最重要的是D/A芯片的输出类型单一的技术问题，本发明提供了一种单 口线变换电路。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：所述单口线变换电 路包括：单口线PWM输入单元、光耦隔离单元、扩流电路单元、减法 器电路单元、RC滤波单元、隔离电路单元、输出放大电路单元、跳线方 式输出选择单元、供电电源和参考电源；所述单口线PWM输入单元、 光耦隔离单元、扩流电路单元、减法器电路单元、RC滤波单元、隔离电 路单元与输出放大电路单元依次连接；所述输出放大电路单元包括：电 流串联负反馈电路单元、电压并联负反馈电路单元及模拟量输出单元； 所述隔离电路单元与跳线方式输出选择单元的插针1端连接，所述电流 串联负反馈电路单元与跳线方式输出选择单元的插针2端连接，电压并 联负反馈电路单元与跳线方式输出选择单元的插针3端连接；所述模拟 量输出单元分别与电流串联负反馈电路单元及电压并联负反馈电路单元 连接。所述RC滤波单元包括：第五电阻、第一电容器、第二电容器及 第一跳线帽；所述第五电阻、第一电容器及第二电容器组成一阶低通有 源滤波器；所述第一跳线帽的插针1端与第五电阻的负端连接，所述第 一跳线帽的插针3端分别与第一电容器及第二电容器的正端连接，所述 第一跳线帽的插针2端为空。所述电流串联负反馈电路单元与电压并联 负反馈电路单元通过第二跳线帽和第三跳线帽集成为一体，包括：第六 电阻、第七电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第 十三电阻、运算放大器；所述第二跳线帽的插针1端与第六电阻的负端 及运算放大器的正输入端连接，所述第二跳线帽的插针2端与第七电阻 的负端连接，所述第二跳线帽的插针3端与第十二电阻的正端连接；所 述第三跳线帽的插针1端与运算放大器的负输入端连接，所述第三跳线 帽的插针2端分别与第九电阻的正端及第十三电阻的正端连接，所述第 三跳线帽的插针3端分别与第十电阻的正端及第十一电阻的正端连接； 当第一跳线帽、第二跳线帽、第三跳线帽的跳线均接在插针1-3端时， 第六电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻及运算放大器组成电流 并联负反馈电路，模拟输出为电流输出；当第一跳线帽的跳线接在1-3 端，第二跳线帽、第三跳线帽的跳线均接在插针1-2端时，第九电阻、 第十三电阻及运算放大器组成电压并联负反馈电路，模拟输出为电压输 出；当第一跳线帽、第二跳线帽、第三跳线帽的跳线均接在插针1-2端 时，RC滤波单元不起作用，模拟输出为开关量输出。所述模拟量输出电 路单元包括：三极管、场效应管、第三电容器及瞬态抑制二极管；所述 三极管的基极和场效应管的栅极通过第八电阻与运算放大器的输出端连 接，三极管的发射极与所述场效应管的漏极连接，三极管的集电极和场 效应管的源极通过第十四电阻与瞬态抑制二极管连接；第十四电阻的正 端与第十一电阻的负端连接，第十四电阻的负端与第十二电阻及第十三 电阻的负端连接；所述第三电容器与瞬态抑制二极管并联；瞬态抑制二 极管的正端为模拟输出正，负端为模拟输出负。所述隔离电路单元为一 级电压跟随器。所述光耦隔离单元为单光耦合器，PWM信号与单光耦合 器的1脚连接，单光耦合器的2脚通过限流第一电阻接地。所述扩流电 路单元为一级电压跟随器。所述减法器电路单元的正输入与单光耦合器 的3脚连接，减法器电路单元的负输入端与单光耦合器的4脚连接。

所述单口线PWM输入单元由处理器完成，输出频率固定、占空比 可调的PWM方波信号。

减法器电路单元输出的PWM占空比与单光耦合器输入端的PWM 占空比相同。