一種信號(hào)發(fā)生器的輸出保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種信號(hào)發(fā)生器的輸出保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]信號(hào)發(fā)生器，顧名思義，是產(chǎn)生信號(hào)的儀器，所以是輸出類儀器，但是在電子研發(fā)、高校實(shí)驗(yàn)室等使用場合有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)使用者誤將其與另一個(gè)輸出類儀器(例如直流電源)對接，這樣在沒有輸出保護(hù)電路的情況下將會(huì)對器件產(chǎn)生極大的傷害甚至損壞儀器，而且隨著發(fā)展的需要，信號(hào)發(fā)生器的輸出功率越來越大，甚至于可以對別的儀器造成損壞，但據(jù)作者了解到目前市面上的信號(hào)發(fā)生器均只有輸出信號(hào)的功能，鮮有帶輸出保護(hù)功能的，而且有帶保護(hù)功能的信號(hào)發(fā)生器也只有積極簡單的定點(diǎn)保護(hù)(例如固定在電壓超過24V才會(huì)啟動(dòng)保護(hù))，這樣還是沒有完全解決信號(hào)發(fā)生器的輸出端保護(hù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種信號(hào)發(fā)生器的輸出保護(hù)電路。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種信號(hào)發(fā)生器的輸出保護(hù)電路，其包括單片機(jī)、取樣電路模塊、比較電路模塊、控制電路模塊和輸出電路模塊；
所述取樣電路模塊用以將輸出回路中的電流轉(zhuǎn)化為一個(gè)取樣電壓并反饋至比較電路模塊，所述單片機(jī)具有上限引腳、下限引腳、過載引腳和啟動(dòng)控制引腳，上限引腳向比較電路模塊提供用于與取樣電壓比較的上限值，下限引腳向比較電路模塊提供用于與取樣電壓比較的下限值，所述比較電路模塊將取樣電壓分別與單片機(jī)提供的上限值和下限值進(jìn)行比較，比較電路模塊的輸出端連接控制電路模塊，控制電路模塊基于比較電路模塊的輸出電平進(jìn)行控制動(dòng)作，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)即檢測信號(hào)在數(shù)值上大于上限值或小于下限值時(shí)，所述控制電路模塊控制所述輸出電路模塊的斷開輸出繼電器切斷輸出信號(hào)，同時(shí)反饋一過載信號(hào)至單片機(jī)的過載引腳，單片機(jī)基于過載信號(hào)提示過載;所述輸出電路模塊包括輸出繼電器和信號(hào)輸出連接器，輸出繼電器具有一開關(guān)控制引腳、輸入引腳和輸出引腳，輸出繼電器的輸出引腳連接信號(hào)輸出連接器；
所示取樣電路模塊包括第二運(yùn)放、第六電容、第七電容、第八電容、第五電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻和第十四電阻，第十四電阻的一端分別連接輸出繼電器的輸入引腳和第十三電阻的一端，第十四電阻的另一端連接第十二電阻的一端和信號(hào)發(fā)生器的輸出端，第十三電阻的另一端分別連接第九電阻的一端和第十一電阻的一端，第十一電阻的另一端接地，第九電阻的另一端分別連接第二運(yùn)放的負(fù)輸入端和第五電阻的一端，第五電阻的另一端連接第二運(yùn)放的輸出端，第十二電阻的另一端分別連接第八電阻的一端和第十電阻的一端，第十電阻的另一端接地，第八電阻的另一端分別連接第七電阻的一端和第二運(yùn)放的正輸入端，第七電阻的另一端接地，第二運(yùn)放的正電源端分別連接正電源和第八電容的一端，第八電容的另一端接地，第二運(yùn)放的負(fù)電源端分別連接第六電容的一端、第七電容的一端和負(fù)電源，第六電容的另一端和第七電容的另一端分別接地，
所述比較電路包括第一電阻、第三電阻、第一電容、第二電容、第一二極管、第二二極管、第一比較器和第二比較器，所述第二運(yùn)放的輸出端連接第三電阻的一端，第三電阻的另一端分別連接第一比較器的負(fù)輸入端和第二比較器的正輸入端，第一比較器的正輸入端連接上限引腳，第二比較器的負(fù)輸入端連接下限引腳，第一比較器的正電源端分別連接第一電容的一端和正電源，第一電容的另一端接地，第一比較器的負(fù)電源端分別連接第二電容的一端和負(fù)電源，第二電容的另一端接地，第一比較器的輸出端連接第一二極管的正極，第二比較器的輸出端連接第二二極管的正極，第一二極管的負(fù)極和第二二極管的負(fù)極分別連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端連接控制電路模塊的第一三極管的基極，
所述控制電路模塊包括第二電阻、第四電阻、第六電阻、第三電容、第四電容、第五電容、第一三極管和第二三極管，單片機(jī)的啟動(dòng)控制引腳連接第二電阻的一端和第三電容的一端，第三電容的另一端接地，第二電阻的另一端分別連接第一三極管的發(fā)射極和第四電容的一端，第四電容的另一端接地，第一三極管的基極分別連接單片機(jī)的過載引腳和第六電阻的一端，第六電阻的另一端接地，第一三極管的集電極連接第四電阻的一端，第四電阻的另一端連接第二三極管的基極，第二三極管的基極通過第五電容接地，第二三極管的發(fā)射極接地，第二三極管的集電極連接輸出繼電器的開關(guān)控制引腳。
[0005]所述第一三極管為PNP型三極管。
[0006]所述第二三極管為NPN型三極管。
[0007]所述過載引腳為單片機(jī)的中斷引腳。
[0008]所述第一比較器和第二比較器由雙路的電壓反饋型放大器AD8056來替換。
[0009]所述第二運(yùn)放為運(yùn)算放大器LMH6609。
[0010]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，當(dāng)用戶操作面板開啟開關(guān)時(shí)，單片機(jī)將啟動(dòng)控制引腳置1，在沒有異常情況時(shí)，過載引腳為0，第一三極管、第二三極管均導(dǎo)通，輸出繼電器的開關(guān)控制引腳為0，輸出繼電器吸合，信號(hào)正常輸出；輸出回路中的電流(無論是正向還是反向)將由取樣電路轉(zhuǎn)化為一個(gè)取樣電壓，上限值和下限值均是由單片機(jī)控制的一個(gè)DAC值，(該值保護(hù)電流大小相關(guān))。假設(shè)此時(shí)有一個(gè)反向的電流而且電流值超出設(shè)定電流值，也即取樣電壓 < 下限值，此時(shí)從比較電路模塊輸出一個(gè)高電平，使得第一三極管截止，這樣第二三極管也將截止，輸出繼電器斷開，進(jìn)而關(guān)閉輸出信號(hào)。同理，如果是一個(gè)正向電流而且電流值超出設(shè)定電流值，取樣電壓>上限值，比較電路模塊輸出一個(gè)高電平，同樣會(huì)使第一三極管截止，這樣第二三極管也將截止，最終導(dǎo)致輸出繼電器斷開，輸出信號(hào)關(guān)閉。并且在輸出繼電器斷開的同時(shí)，控制電路模塊均會(huì)輸出一過載信號(hào)反饋到單片機(jī)的對應(yīng)的過載引腳，該過載引腳為單片機(jī)的中斷口，這樣在關(guān)閉輸出信號(hào)的同時(shí)，單片機(jī)也會(huì)接收到負(fù)載異常的信號(hào)，單片機(jī)將其啟動(dòng)控制引腳置0，并在屏幕上提示“負(fù)載有異常情況”，至此，完成保護(hù)整個(gè)過程。
[0011]本發(fā)明采用硬件實(shí)現(xiàn)的，比軟件啟動(dòng)速度快，保護(hù)能力強(qiáng)，可以讓儀器在us級的時(shí)間內(nèi)起到保護(hù)在正常輸出時(shí)在過壓和過流狀態(tài)均起到保護(hù)。
【附圖說明】
[0012]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明；
圖1本發(fā)明一種信號(hào)發(fā)生器的輸出保護(hù)電路的原理框圖；
圖2本發(fā)明一種信號(hào)發(fā)生器的輸出保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1或2所示，本發(fā)明包括單片機(jī)U0、取樣電路模塊、比較電路模塊、控制電路模塊和輸出電路模塊；
所述取樣電路模塊用以將輸出回路中的電流轉(zhuǎn)化為一個(gè)取樣電壓并反饋至比較電路模塊，所述單片機(jī)具有上限弓丨腳+VERF、下限引腳-VERF、過載弓丨腳OVERLOAD和啟動(dòng)控制弓丨腳SET，上限引腳+VERF向比較電路模塊提供用于與取樣電壓比較的上限值，下限引腳-VERF向比較電路模塊提供用于與取樣電壓比較的下限值，所述比較電路模塊將取樣電壓分別與單片機(jī)U0提供的上限值和下限值進(jìn)行比較，比較電路模塊的輸出端連接控制電路模塊，控制電路模塊基于比較電路模塊的輸出電平進(jìn)行控制動(dòng)作，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)即檢測信號(hào)在數(shù)值上大于上限值或小于下限值時(shí)，所述控制電路模塊控制所述輸出電路模塊的斷開輸出繼電器U3切斷輸出信號(hào)，同時(shí)反饋一過載信號(hào)至單片機(jī)U0的過載引腳OVERLOAD，單片機(jī)U0基于過載信號(hào)提不過載;所述輸出電路模塊包括輸出繼電器U3和信號(hào)輸出連接器U4，輸出繼電器U3具有一開關(guān)控制弓丨腳0N_0FF、輸入弓丨腳A3和輸出弓丨腳A4，輸出繼電器U3的輸出引腳A4連接信號(hào)輸出連接器U4;
所示取樣電路模塊包括第二運(yùn)放U2、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第五電阻R5、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13和第十四電阻R14，第十四電阻R14的一端分別連接輸出繼電器U3的輸入引腳A3和第十三電阻R13的一端，第十四電阻R14的另一端連接第十二電阻R12的一端和信號(hào)發(fā)生器的輸出端WAVE，第十三電阻R13的另一端分別連接第九電阻R9的一端和第^^一電阻R11的一端，第十一電阻R11的另一端接地，第九電阻R9的另一端分別連接第二運(yùn)放U2的負(fù)輸入端和第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端連接第二運(yùn)放U2的輸出端，第十二電阻R12的另一端分別連接第八電阻R8的一端和第十電阻R10的一端，第十電阻R10的另一端接地，第八電阻R8的另一端分別連接第七電阻R7的一端和第二運(yùn)放U2的正輸入端，第七電阻R7的另一端接地，第二運(yùn)放U2的正電源端分別連接正電源+5V和第八電容C8的一端，第八電容C8的另一端接地，第二運(yùn)放U2的負(fù)電源端分別連接第六電容C6的一端、第七電容C7的一端和負(fù)電源-5V，第六電容C6的另一端和第七電容C7的另一端分別接地，
所述比較電路包括第一電阻R1、第三電阻R3、第一電容C1、第二電容C2、第一二極管Q1、第二二極管Q2、第一比較器U1A和第二比較器U1B，所述第二運(yùn)放U2的輸出端連接第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端分別連接第一比較