專利名稱：一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信號(hào)隔離傳輸技術(shù)，尤其是涉及一種基于數(shù)字技術(shù)的一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，為避免信號(hào)在不同子系統(tǒng)中傳輸時(shí)因?yàn)橄到y(tǒng)不共地以及共模干擾等原因造成信號(hào)干擾，均米用電氣隔離傳輸方案。常規(guī)的隔離傳輸一般為一對(duì)一，米用的技術(shù)為線性隔離光耦或者隔離放大器，帶來(lái)的問(wèn)題是隔離傳輸反應(yīng)速度與精度指標(biāo)難于同時(shí)保證。同時(shí)，目前在一對(duì)多應(yīng)用場(chǎng)合均采用多只一對(duì)一隔離器并聯(lián)，成本較高。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，目前在大功率電源并機(jī)、電站及高速鐵路等大系 統(tǒng)中，一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置應(yīng)用越來(lái)越多。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳
送裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型可采取下述技術(shù)方案一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置，包括輸入電路和至少一路輸出電路，所述輸入電路分別通過(guò)隔離芯片與各個(gè)輸出電路連接，所述輸入電路包括輸入放大器，A/D轉(zhuǎn)換器、MCU和掉電保護(hù)存儲(chǔ)器,輸出電路包括D/A轉(zhuǎn)換器和輸出放大器，且所述輸出電路均為相同電路；輸入放大器輸入端正端接輸入信號(hào)，輸入端負(fù)端接地，參考端給定一個(gè)參考電壓VR0，使雙極性輸入信號(hào)通過(guò)放大器轉(zhuǎn)換為單極性信號(hào)，輸入放大器正端輸入端和輸出端之間有一個(gè)增益調(diào)整電阻RG0，通過(guò)調(diào)整電阻以適應(yīng)不同動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)，輸入放大器輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器與MCU連接，掉電保護(hù)存儲(chǔ)器與MCU連接，MCU輸出信號(hào)通過(guò)隔離芯片連接到D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器與輸出放大器的輸入端正端連接,輸出放大器的輸入端負(fù)端接地,參考端給定一個(gè)參考電壓VRl,使單極性輸入信號(hào)通過(guò)放大器轉(zhuǎn)換為雙極性信號(hào),輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器連接，輸出放大器輸入端正端和輸出端之間有一個(gè)增益調(diào)整電阻RG1，通過(guò)調(diào)整電阻以輸出不同動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)；所述輸入電路由第一隔離DC/DC電源供電,各個(gè)輸出電路分別由第二隔離DC/DC電源供電。作為優(yōu)選，所述的輸出電路為8路。本實(shí)用新型的有益效果在于通過(guò)磁隔離技術(shù)的隔離器能夠使所接收的信號(hào)進(jìn)行隔離，防止信號(hào)相互干擾，經(jīng)過(guò)隔離的信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后再通過(guò)輸出放大器進(jìn)行放大后，進(jìn)行信號(hào)的傳輸，信號(hào)隔離放大效果好，比原先的一對(duì)一傳輸降低了成本，適宜在在大功率電源并機(jī)、電站及高速鐵路等大系統(tǒng)中應(yīng)用。

圖I為本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。圖I為一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置電氣原理框圖。圖一中僅畫出了2路隔離輸出，實(shí)際的電路可以選擇更多的輸出路數(shù)，典型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是8路輸出結(jié)構(gòu)。一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置包括輸入電路和兩路輸出電路，輸入電路分別通過(guò)隔離芯片與各個(gè)輸出電路連接，輸入電路包括輸入放大器，A/D轉(zhuǎn)換器、MCU和掉電保護(hù)存儲(chǔ)器，輸出電路包括A/D轉(zhuǎn)換器和輸出放大器,且所述輸出電路均為相同的電路，輸入放大器輸入端正端接輸入信號(hào)，輸入端負(fù)端接地，參考端給定一個(gè)參考電壓VR0,使雙極性輸入信號(hào)通過(guò)放大器轉(zhuǎn)換為單極性信號(hào)，輸入放大器輸入端正端和輸出端之間有一個(gè)增益調(diào)整電阻RG0，通過(guò)調(diào)整電阻以適應(yīng)不同動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)；輸入放大器輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器·連接，A/D轉(zhuǎn)換器與MCU連接，掉電保護(hù)存儲(chǔ)器與MCU相連，MCU輸出信號(hào)通過(guò)隔離芯片連接到多路輸出部分的D/A轉(zhuǎn)換器，以第一路輸出部分為例，D/A轉(zhuǎn)換器與輸出放大器的輸入端正端連接，輸出放大器的輸入端負(fù)端接地；輸入電路由第一隔離DC/DC電源供電,輸出電路由第二隔離DC/DC電源供電。一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置由輸入電路的MCU控制，完成原始信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器采樣，數(shù)字校準(zhǔn)處理后，并行輸出給多路輸出的D/A轉(zhuǎn)換器，采用數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)徹底杜絕了模擬電位器的觸點(diǎn)長(zhǎng)期漂移問(wèn)題。數(shù)據(jù)采集選用12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，采樣速度不低于200KHz。MCU設(shè)置在了輸入端，能夠以IOOKHz以上的速度完成A/D轉(zhuǎn)換器采樣到D/A轉(zhuǎn)換器輸出的循環(huán)工作。輸入與輸出之間的零點(diǎn)與滿度校準(zhǔn)采用了數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)，輸入與輸出的所有零點(diǎn)和滿度值均采用數(shù)字方式存儲(chǔ)于掉電保護(hù)存儲(chǔ)器中。本實(shí)用新型中，電路的工作時(shí)序1. MUC控制A/D轉(zhuǎn)換器A/D采樣；2. MCU通過(guò)時(shí)鐘線CLK與片選線CS同時(shí)為多路輸出D/A轉(zhuǎn)換器提供時(shí)鐘與片選，同時(shí)給多路D/A轉(zhuǎn)換器提供輸入信號(hào)DIX (X=I, 2，3…)等數(shù)據(jù)，控制多路D/A并行輸出。輸入放大器采用儀用放大器，優(yōu)選的芯片為AD620 ;A/D轉(zhuǎn)換器為200KHz以上采樣率的12位產(chǎn)品，優(yōu)選的A/D芯片為ADS7816 ；MCU是高速單片機(jī)，優(yōu)選型號(hào)為STM32F103RC ；隔離器采用ADI公司磁耦隔離技術(shù)的通用型數(shù)字隔離器，優(yōu)選型號(hào)為ADUM1301A ；D/A轉(zhuǎn)換器米用輸出穩(wěn)定時(shí)間高于5μ s的12位D/A,優(yōu)選芯片型號(hào)為DAC8043 ;輸出放大器米用儀用放大器，優(yōu)選的芯片型號(hào)為AD620 ;隔離電源的供電使用24V的直流電源。
權(quán)利要求1.一種一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置，其特征在于包括輸入電路和至少一路輸出電路，所述輸入電路分別通過(guò)隔離芯片與各個(gè)輸出電路連接，所述輸入電路包括輸入放大器，A/D轉(zhuǎn)換器、MCU和掉電保護(hù)存儲(chǔ)器,輸出電路包括D/A轉(zhuǎn)換器和輸出放大器，且所述輸出電路均為相同電路；輸入放大器輸入端正端接輸入信號(hào)，輸入端負(fù)端接地，參考端給定一個(gè)參考電壓VRO,使雙極性輸入信號(hào)通過(guò)放大器轉(zhuǎn)換為單極性信號(hào),輸入放大器輸入端正端和輸出端之間有一個(gè)增益調(diào)整電阻RG0，通過(guò)調(diào)整電阻以適應(yīng)不同動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)，輸入放大器輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器與MCU連接，掉電保護(hù)存儲(chǔ)器與MCU連接，MCU輸出信號(hào)通過(guò)隔離芯片連接到多路輸出部分的D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器與輸出放大器的輸入端正端連接，輸出放大器的輸入端負(fù)端接地，參考端給定一個(gè)參考電壓VRl,使單極性輸入信號(hào)通過(guò)放大器轉(zhuǎn)換為雙極性信號(hào),輸出放大器輸入端正端和輸出端之間有一個(gè)增益調(diào)整電阻RG1，通過(guò)調(diào)整電阻以輸出不同動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)；所述輸入電路由第一隔離DC/DC電源供電，各個(gè)輸出電路分別由第二隔離DC/DC電源供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置，其特征在于所述輸出信號(hào)為8路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一路輸入多路輸出模擬信號(hào)隔離傳送裝置，包括輸入電路和至少一路輸出電路，所述輸入電路分別通過(guò)隔離芯片與各個(gè)輸出電路連接，所述輸入電路包括輸入放大器，A/D轉(zhuǎn)換器、MCU和掉電保護(hù)存儲(chǔ)器，輸出電路包括D/A轉(zhuǎn)換器和輸出放大器，且所述輸出電路均為相同電路，輸入電路MUC配合高速A/D采樣，通過(guò)高速磁隔離器件傳送給多路高速D/A轉(zhuǎn)換器，來(lái)實(shí)現(xiàn)一路輸入多路輸出的信號(hào)隔離技術(shù)。通過(guò)磁隔離技術(shù)的隔離器能夠使所接收的信號(hào)進(jìn)行隔離，防止信號(hào)相互干擾信號(hào)隔離放大效果好，比原先的一對(duì)一傳輸降低了成本，適宜在在大功率電源并機(jī)、電站及高速鐵路等大系統(tǒng)中應(yīng)用。
文檔編號(hào)G05B19/042GK202694067SQ20122034808
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者梁偉 申請(qǐng)人:紹興文理學(xué)院