一種寬范圍信號采集電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及信號采集領域，尤其是一種寬范圍電壓信號采集電路。
【背景技術】
[0002]隨著電子裝置在工業(yè)自動化領域中的應用越來越廣泛，系統(tǒng)對信號采集的準確性要求越來越高，對信號采集的范圍要求越來越廣，當信號采集的準確性達不到系統(tǒng)要求時，可能導致電子裝置無法正常工作。為了解決上述問題，人們設計了信號采集電路，目前常用的是光耦反饋電路，輸入電壓信號經(jīng)分壓電阻驅動光耦，光耦反饋信號輸出到DSP芯片，通過判斷高低電平判斷輸入電壓是否在設定范圍內(nèi)。該電路設計簡單，但是可判斷的輸入電壓信號的范圍較小，且對輸入信號沒有進行過流保護設計。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的不足而提供一種寬范圍信號采集電路，該電路具備輸入過流保護功能，且可以根據(jù)系統(tǒng)需求通過改變參考電壓及分壓電阻來調(diào)節(jié)輸入電壓信號的采集范圍。
[0004]為了解決以上問題本實用新型提供了一種寬范圍信號采集電路，其特征在于:包括直流電源單元、恒流源單元、輸入檢測單元、和參考電源分壓比較單元；
[0005]輸入電壓信號經(jīng)過分壓后進入比較器，通過輸入檢測單元與參考電源分壓比較單元輸出的比較基準電壓作比較，從而驅動光親，輸出檢測信號到核心控制單元，同時恒流源單元可以對輸入的電壓信號進行過流保護；直流電源單元用來提供電源及基準電壓。
[0006]所述的直流電源單元包括分壓電阻Rl、R2、R3，電源芯片D5，濾波電阻R9，濾波電容C3，用來提供工作電源及基準電壓；
[0007]恒流源單元包括防反二極管D6、D7，限流電阻R13、R17、R20、R21，運放U1A，三極管Q1，濾波電容C5，用來提供較小電流恒流源，對輸入信號進行過流保護；
[0008]輸入檢測單元包括防反二極管D2，穩(wěn)壓管D4，分壓電阻R7、R8，限流電阻R10、R14、R18，比較器U2A，光耦U3，濾波電容C2，用來對輸入電壓信號進行檢測；
[0009]輸入電源Vin+通過分壓電阻Rl與濾波電阻R9及電源芯片D5的I腳相連，分壓電阻R2并聯(lián)在電源芯片D5的I腳與2腳之間，分壓電阻R3并聯(lián)在電源芯片D5的2腳與3腳之間，電源芯片D5的3腳與VinGND連接，濾波電阻R9輸出測與運放UlA的3腳連接，濾波電容C3并聯(lián)在濾波電阻R9的輸出測與VinGND之間；
[0010]輸入電壓信號通過防反二極管D6與限流電阻R20連接，Vin+通過防反二極管D7、限流電阻R13與限流電阻R20連接，限流電阻R20的另一端與三極管Ql的2腳連接，運放UlA的I腳通過限流電阻R17與三極管Ql的I腳連接，運放UlA的2腳與三極管Ql的3腳連接，限流電阻R21和濾波電容C5并聯(lián)在三極管Ql的3腳與VinGND之間；
[0011]輸入電壓信號通過防反二極管D2，再通過分壓電阻R7與比較器U2A的6腳連接，分壓電阻R8、濾波電容C2、穩(wěn)壓管D4并聯(lián)在比較器U2A的6腳與VinGND之間，比較基準電壓通過限流電阻RlO與比較器U2A的7腳連接，比較器U2A的I腳與光耦U3的2腳連接，Q2的3腳通過限流電阻R14與光耦U3的I腳連接，3.3V電源通過限流電阻R18與光耦U3的4腳連接，光耦U3的4腳為輸出信號，光耦U3的3腳接GND ；
[0012]參考輸入電壓通過二極管Dl、分壓電阻R4、R5與運放UlB的5腳連接，分壓電阻R6、濾波電容Cl、穩(wěn)壓管D3并聯(lián)在運放UlB的5腳與VinGND之間，運放UlB的6腳與7腳連接，運放UlB的7腳即為比較基準電壓，再通過限流電阻R12與比較器U2B的4腳連接，Vin+通過分壓電阻R15與比較器U2B的5腳連接，分壓電阻R16、濾波電容C4并聯(lián)在比較器U2B的5腳與VinGND之間，比較器U2B的2腳通過限流電阻R19與三極管Q2的I腳連接，三極管Q2的2腳與Vin+連接，三極管Q2的3腳與限流電阻R14相連。
[0013]本實用新型可以根據(jù)系統(tǒng)的不同需求通過調(diào)節(jié)參考電壓及分壓電阻來調(diào)節(jié)輸入電壓信號的采集范圍，采集范圍大，并且因為恒流源單元的存在，可以對輸入信號起到過流保護的作用，安全性更高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的寬范圍信號采集電路的原理框圖；
[0015]圖2是本實用新型的寬范圍信號采集電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0017]如圖1所示，本實用新型提供了一種寬范圍信號采集電路，包括直流電源單元、恒流源單元、輸入檢測單元、和參考電源分壓比較單元；
[0018]如圖2所示，所述的直流電源單元包括分壓電阻R1、R2、R3，電源芯片D5，濾波電阻R9，濾波電容C3，用來提供工作電源及基準電壓；
[0019]恒流源單元包括防反二極管D6、D7，限流電阻R13、R17、R20、R21，運放U1A，三極管Q1，濾波電容C5，用來提供電流為5mA左右的恒流源，對輸入信號進行過流保護；
[0020]輸入檢測單元包括防反二極管D2，穩(wěn)壓管D4，分壓電阻R7、R8，限流電阻R10、R14、R18，比較器U2A，光耦U3，濾波電容C2，用來對輸入電壓信號進行檢測；
[0021]參考電源分壓比較單元包括防反二極管Dl，穩(wěn)壓管D3，分壓電阻R4、R5、R6、R15、R16，限流電阻Rl2、R19，運放UlB，比較器U2B，三極管Q2，濾波電容Cl、C4，用來提供比較基準電壓；
[0022]輸入電源Vin+通過分壓電阻Rl與濾波電阻R9及電源芯片D5的I腳相連，分壓電阻R2并聯(lián)在電源芯片D5的I腳與2腳之間，分壓電阻R3并聯(lián)在電源芯片D5的2腳與3腳之間，電源芯片D5的3腳與VinGND連接，濾波電阻R9輸出測與運放UlA的3腳連接，濾波電容C3并聯(lián)在濾波電阻R9的輸出測與VinGND之間；
[0023]輸入電壓信號通過防反二極管D6與限流電阻R20連接，輸入電源Vin+通過防反二極管D7、限流電阻R13與限流電阻R20連接，限流電阻R20的另一端與三極管Ql的2腳連接，運放UlA的I腳通過限流電阻R17與三極管Ql的I腳連接，運放UlA的2腳與三極管Ql的3腳連接，限流電阻R21和濾波電容C5并聯(lián)在三極管Ql的3腳與VinGND之間；
[0024]輸入電壓信號通過防反二極管D2，再通過分壓電阻R7與比較器U2A的6腳連接，分壓電阻R8、濾波電容C2、穩(wěn)壓管D4并聯(lián)在比較器U2A的6腳與VinGN