[发明专利]一种适用于宽范围电平的开关量输入采集电路有效
申请号: | 201510414394.X | 申请日: | 2015-07-15 |
公开(公告)号: | CN104993829B | 公开(公告)日: | 2018-05-29 |
发明(设计)人: | 赵军伟;班立权;刘松柏;谢小婷;代宏泽;贺云香;张东方;侯小龙 | 申请(专利权)人: | 株洲南车时代电气股份有限公司 |
主分类号: | H03M1/12 | 分类号: | H03M1/12 |
代理公司: | 湖南兆弘专利事务所(普通合伙) 43008 | 代理人: | 周长清;廖元宝 |
地址: | 412001 湖*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 范围电平 开关量输入 开关量信号 数字量信号 采集电路 多路选择开关 滤波单元 低电平 高电平 多路 选择开关单元 单元选择 多路通道 散热性能 顺序连接 阈值比较 集成度 滤波 预设 采集 转化 | ||
本发明公开了一种适用于宽范围电平的开关量输入采集电路,包括顺序连接的多路差分滤波单元、多路选择开关单元、A/D转换单元和控制单元,所述多路差分滤波单元采集多路通道的开关量信号并滤波后输入至多路选择开关单元,多路选择开关单元选择相应通道的开关量信号并输入至A/D转换单元,由A/D转换单元转化成数字量信号后发送给控制单元,所述控制单元将数字量信号与预设的高电平阈值和低电平阈值比较,以判断所述数字量信号对应的开关量信号是高电平或低电平。本发明的适用于宽范围电平的开关量输入采集电路具有结构简单、能适用于不同宽范围电平、集成度高、散热性能好等优点。
技术领域
本发明主要涉及开关量信号采集电路,特指一种适用于宽范围电平的开关量输入采集电路。
背景技术
铁路机车上应用的控制装置都具有开关量输入采集功能。目前所使用的开关量输入采集电路一般采用变压器或者光耦隔离来实现。这种电路的不足之处有以下几点:
(1)目前机车上主要的控制电压等级主要有三种,分别是DC24V、DC74V、DC110V,但是机车上已有的采集电路只能针对某一种电平制式来配置输入电阻,各电压等级之间则不能通用,在不同电压制式的机车上需要配置不同插件来实现,采集电路通用性差;
(2)已有开关量输入采集电路器件数量较多,单板上器件布局困难,同等面积单板上采集通道少;
(3)原有采集电路中一般采用隔离变压器或光耦来实现隔离,器件发热量大;
(4)由于光耦存在三个工作状态:饱和区、放大区、截止区,当采集电路处于放大区时,输入高低电平判断较差,常导致误判断。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种结构简单、能适用不同范围电平、集成度高、散热性能好的适用于宽范围电平的开关量输入采集电路。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种适用于宽范围电平的开关量输入采集电路,包括顺序连接的多路差分滤波单元、多路选择开关单元、A/D转换单元和控制单元,所述多路差分滤波单元采集多路通道的开关量信号并滤波后输入至多路选择开关单元,多路选择开关单元选择相应通道的开关量信号并输入至A/D转换单元,由A/D转换单元转化成数字量信号后发送给控制单元,所述控制单元将数字量信号与预设的高电平阈值和低电平阈值比较,以判断所述数字量信号对应的开关量信号是高电平或低电平。
作为上述技术方案的进一步改进:
当所述数字量信号处于高电平阈值与所述低电平阈值之间时,所述控制单元则发出输入信号异常报警信号。
每路差分滤波单元均包括顺序连接的差分信号采集电路、低通滤波电路和电压跟随电路。
所述差分滤波单元包括第一电压跟随器N1A和第二电压跟随器N1B,所述第一电压跟随器N1A的同相输入端串联有电阻R1和电阻R2,所述第一电压跟随器N1A的反相输入端串联有电阻R3和电阻R4,所述第一电压跟随器N1A的同相输入端和反相输入端均连接有箝位电路,所述第一电压跟随器N1A的输出端与所述第二电压跟随器N1B的同相输入端相连,所述第二电压跟随器N1B的反相输入端与其输出端相连。
所述箝位电路包括反并联的二极管。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明的适用于宽范围电平的开关量输入采集电路,采用差分滤波电路进行开关量信号的采集,能够适用不同范围的电平信号,而且差分滤波电路能够滤除电平信号中的谐波,使输出信号稳定,并且由于差分滤波电路具有输入高阻抗以及输出低阻抗的特性,因此在信号检测时能够起到缓冲、隔离以及提高带载能力的作用;另外本电路结构简单、集成度高且散热性好。
附图说明
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