一種高速pwm信號采集電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車電子中的高速敏感信號采集電路，尤其涉及一種高速PWM信號采集的電子電路。
【背景技術】
[0002]隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車行業(yè)越來越多的關注用戶體驗，由此也越來越多地采用電子部件。隨著科技的不斷進步，對汽車電子部件中存在的諸如車速信號、安全帶預緊器控制信號和汽車電動助力轉向系統(tǒng)控制信號等高速敏感信號采集電路中越來越多的使用自帶診斷功能的智能傳感器，這樣雖然使得高速PWM信號采集電路帶了診斷功能，但也使得采集電路中存在了較多的用于濾波的運放電路，不僅增加了汽車電子部件的成本，而且對電路中運放的低偏置電流也存在著較高的要求，因此，需要一種成本較低、電路結構簡單且具有良好性能的高速PWM信號采集電路來替代現(xiàn)有的電路。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型正是針對現(xiàn)有高速PWM信號采集電路中存在的技術問題，提供一種高速Pmi信號采集電路，該電路在不犧牲性能的情況下，通過合理配置晶體三極管來對輸入PffM的高速信號有效進行采樣、放大，具有成本低、電路結構簡單、響應速度快等特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為，一種高速Pmi信號采集電路，包括電源、NPN型晶體管、RC高通濾波模塊、運算放大器、PffM信號輸入端和信號輸出端，所述RC高通濾波模塊采用第一電容和第一電阻串聯(lián)構成，電源連接上拉電阻的一端，上拉電阻的另一端連接第一電容，所述第一電阻連接NPN型晶體管的基極，從上拉電阻和第一電容之間引出一條支路作為PWM信號輸入端;從上拉電阻和第一電容之間還引出一條支路連接第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接運算放大器的正相輸入端，運算放大器的正相輸入端通過第三電阻接模擬地，運算放大器的反相輸入端與其輸出端相連，運算放大器的接地端直接接地，運算放大器的電源端直接連接電源，運算放大器的輸出端為信號輸出端;所述NPN型晶體管的集電極通過第四電阻連接電源，NPN型晶體管的基極通過第五電阻連接電源，在NPN型晶體管的基極和發(fā)射極之間接入第六電阻，NPN型晶體管的發(fā)射極連接模擬地，在第四電阻和NPN型晶體管的集電極之間引出一條支路作為時鐘同步端。
[0005]作為本實用新型的一種改進，所述PWM信號輸入端通過雙向TVS二極管連接模擬地，將雙向TVS 二極管放置在信號線及接地之間，能夠避免數(shù)據(jù)及控制總線受到不必要的噪音影響。
[0006]作為本實用新型的一種改進，所述雙向TVS二極管的型號為NUP1105，將WM信號輸入端連接至NUPl 105 二極管的第一正極，NUPl 105 二極管的第二正極連接模擬地，NUPl 105二極管的負極懸空，NUPl 105 二極管對輸入的高速PffM信號進行靜電防保護。
[0007]作為本實用新型的一種改進，所述時鐘同步端通過第二電容接地。
[0008]作為本實用新型的一種改進，所述NPN型晶體管的型號為MMBT3904，為一高頻小功率管，經常用于正電壓供電的放大電路里前級小信號放大，通過合理配置該晶體管的外圍電阻(即第四至第六電阻)的阻值，使得晶體管在使能時工作在飽和狀態(tài)，而在關閉時工作在放大狀態(tài)。
[0009]作為本實用新型的一種改進，所述運算放大器采用型號為LM2904的低功率運放，其轉換速率為0.6V/ys，由于在運放的正相輸入端配置有高阻值的第二和第三電阻，使得該運放的輸入阻抗較大，從而可作為診斷用。
[0010]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的采樣電路整體結構簡單可靠，成本低，電路中的高通濾波模塊能濾除掉輸入信號中的低頻噪聲，設置在電源與信號輸入端之間的上拉電阻為輸入信號提供供電電源，并在信號輸入端接入雙向TVS 二極管以對輸入信號進行靜電防護；在運算放大器的正相輸入端設置的第二和第三電阻為運算放大器提供高輸入阻抗，使運算放大器作為診斷用，從而使得該電路自帶診斷功能;通過合理配置NPN型晶體管的外圍電阻(即第四、第五和第六電阻)的阻值，使得晶體管在使能時工作在飽和狀態(tài)，而在關閉時工作在放大狀態(tài)，整個采樣電路的信號響應速度快、輸出信號無畸變和延時，能夠對輸入的高速PWM信號有效進行采樣。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為現(xiàn)有汽車電子部件中所采用的高速PffM信號采集電路圖。
[0012]圖2為本實用新型所提出的高速PffM信號采集電路圖。
[0013 ]圖3為本實用新型所提出的高速PffM信號采集電路中的晶體管的靜態(tài)工作特性。
【具體實施方式】
[0014]為了加深對本實用新型的理解和認識，下面結合附圖對本實用新型作進一步描述和介紹。
[0015]如圖1所示，是目前汽車電子部件中采用的高速PWM信號采樣電路，在該電路中存在由電容C17和電阻R33串聯(lián)構成的高通濾波模塊、由電容C13和電阻R29并聯(lián)構成的加速模塊、由電阻R43、R48以及運算放大器OPI構成的比較模塊，運算放大器OPl的電源端連接參考電源Vref，并且在該比較模塊的后端還采用了運算放大器0P2、電阻R38和R35等構成整形模塊。該采樣電路的結構較為復雜，采樣輸出信號精度較高，但成本也比較高。
[0016]因此，為了降低成本并在不犧牲性能的情況下簡化該采樣電路，本實用新型提出一種如圖2所示的高速PWM信號采集電路。在該采樣電路中包括供電電源VCC_T、NPN型晶體管Q1、RC高通濾波模塊、運算放大器0P、PWM信號輸入端IN和信號輸出端0UT，所述RC高通濾波模塊采用第一電容C15和第一電阻R26串聯(lián)構成，電源連接上拉電阻R21的一端，上拉電阻R21的另一端連接第一電容Cl5，所述第一電阻R26連接NPN型晶體管Ql的基極I，從上拉電阻R21和第一電容C15之間引出一條支路作為HVM信號輸入端IN;從上拉電阻R21和第一電容C15之間還引出一條支路連接第二電阻R29的一端，第二電阻R29的另一端連接運算