模擬信號采集電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，具體涉及一種模擬信號采集電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計中，控制電路通常需要采集多種電路參量或環(huán)境參量以實現(xiàn)對于系統(tǒng)控制，這些參量包括溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、光傳感器等環(huán)境參量傳感器檢測的信號，也包括系統(tǒng)內(nèi)部電路的電壓、電流等參量。主機(jī)控制器需要將這些模擬信號采集，并進(jìn)而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行進(jìn)一步的處理。而不同型號的機(jī)電系統(tǒng)需要采集的參數(shù)的數(shù)量和種類各有不同，例如，在空調(diào)機(jī)組中，主機(jī)控制器需要進(jìn)行感溫包檢測、PT100溫度傳感器檢測、0-10V電壓信號檢測、4-20mA電流信號檢測，而不同的空調(diào)機(jī)組會具有不同的檢測項目。如果針對不同的機(jī)組設(shè)計不同的模擬信號采集電路會增加設(shè)計負(fù)擔(dān)，提高成本。如果將所有類型的模擬信號采集電路均設(shè)置在系統(tǒng)控制電路板上，則會大大增加系統(tǒng)控制電路板的面積，不利于小型化；而且控制電路中的微控制單元(MicrocontrollerUnit，MCU)無法提供對應(yīng)數(shù)量的輸入/輸出端口支持所有類型的模擬信號采集電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種模擬信號采集電路，可以在不增加微控制單元輸入/輸出端口的前提下，支持多個不同類型的模擬信號的采集。
[0004]第一方面，提供一種模擬信號米集電路，包括:
[0005]至少一個第一模擬多路分配器，輸入端與模擬信號采集端子連接；
[0006]多個信號處理電路，分別與所述第一模擬多路開關(guān)的多個輸出端連接，用于對不同類型的模擬信號進(jìn)行預(yù)處理；
[0007]至少一個模擬多路選擇器，具有分別與所述多個信號處理電路的輸出端連接的多個輸入端，并輸出采集到的第一模擬信號；
[0008]其中，所述第一模擬多路分配器和所述模擬多路選擇器具有用于配置導(dǎo)通通道的至少一個地址端。
[0009]優(yōu)選地，所述多個信號處理電路包括分壓電路，所述分壓電路包括:
[0010]第一電阻和第二電阻，串聯(lián)連接在第一模擬多路分配器的第一輸出端和接地端之間；
[0011]其中，所述分壓電路的輸出端為第一電阻和第二電阻的連接端。
[0012]優(yōu)選地，所述多個信號處理電路包括:
[0013]電流電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將所述第一模擬多路分配器的第二輸出端輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。
[0014]優(yōu)選地，所述第一模擬多路分配器采用雙向?qū)ǖ哪M多路開關(guān)。
[0015]優(yōu)選地，所述多個信號處理電路包括電阻檢測電路，所述電阻檢測電路包括:
[0016]第三電阻，連接在上拉電壓端和所述第一模擬多路分配器的第三輸出端之間；
[0017]其中，所述電阻檢測電路的輸出端與所述第一模擬多路分配器的第三輸出端連接。
[0018]優(yōu)選地，所述模擬信號采集電路還包括:
[0019]至少一個第二模擬多路分配器，輸入端與所述第一模擬多路分配器的輸入端連接，地址端與所述第一模擬多路分配器的對應(yīng)地址端連接，第三輸出端用于輸出第二模擬信號。
[0020]優(yōu)選地，所述第一模擬多路分配器和所述第二模擬多路分配器集成于同一集成電路芯片中。
[0021]優(yōu)選地，所述模擬信號采集電路包括多個模擬多路選擇器，所述多個模擬多路選擇器對應(yīng)的地址端相互連接；
[0022]所述模擬信號采集電路還包括:
[0023]控制器，與所述多個模擬多路選擇器的地址端連接，用于輸出模擬多路選擇器的選通信號；
[0024]其中，每個模擬多路選擇器用于根據(jù)所述選通信號受控地依次選通每個通道。
[0025]優(yōu)選地，所述控制器還與所述第一模擬多路分配器的地址端連接，用于輸出第一模擬多路分配器的選通信號。
[0026]通過模擬多路分配器可以將信號采集端子與不同的信號處理電路連接，從而根據(jù)信號采集端子采集的信號類型將模擬信號分配到不同的信號處理電路處理，進(jìn)而通過模擬多路選擇器將對應(yīng)的信號處理電路輸出的模擬信號選通輸出到微控制單元，由此，不需要設(shè)置多個信號采集端子即可支持多個不同類型的模擬信號的采集。
【附圖說明】
[0027]通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
[0028]圖1是本發(fā)明第一實施例的模擬信號采集電路的電路示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明第二實施例的模擬信號采集電路的電路示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明第三實施例的模擬信號采集電路的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0031]以下基于實施例對本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0032]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0033]同時，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個節(jié)點之間時，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，意味著兩者不存在中間元件。
[0034]除非上下文明確要求，否則整個說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0035]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0036]圖1是本發(fā)明第一實施例的模擬信號采集電路的電路示意圖。如圖1所示，模擬信號米集電路包括一個第一模擬多路分配器11、多個信號處理電路I2a-C以及一個模擬多路選擇器13。
[0037]模擬多路分配器(Analog Demultiplexer)是根據(jù)輸入選通信號的不同狀態(tài)，把輸入模擬信號送到指定輸出端的電路。在本實施例中，第一模擬多路分配器11具有一個輸入端S和四個輸出端D1-D4，同時具有一個使能端En和兩個地址端A0-A1。地址段A0-A1輸入選通信號使得對應(yīng)的通道被導(dǎo)通。使能端En可以控制模擬多路分配器工作或不工作。應(yīng)理解，以上數(shù)量僅為解釋說明目的，本發(fā)明可以適用輸出端數(shù)量更多或更少的模擬多路分配器。
[0038]同時，模擬多路選擇器(Analog Multiplexer)是根據(jù)輸入選通信號的不同狀態(tài)，把將多路輸入模擬信號中指定的一個輸出到輸出端的電路。在本實施例中，模擬多路選擇器13具有四個輸入端S1-S4和一個輸出端D，同時具有個使能端En和兩個地址端A0-A1。地址段A0-A1輸入選通信號使得對應(yīng)的通道被導(dǎo)通。使能端En可以控制模擬多路分配器工作或不工作。應(yīng)理解，以上數(shù)量僅為解釋說明目的，本發(fā)明可以適用輸出端數(shù)量更多或更少的模擬多路選擇器。
[0039]第一模擬多路分配器11的輸入端與模擬信號米集端子連接，同時，輸出端分別與對應(yīng)的信號處理電路12a_12c連接。在本實施例中，僅有三種類型的模擬信號進(jìn)行采集，因此，第一模擬多路分配器11的輸出端僅使用三路，輸出端D4懸空。
[0040]信號處理電路12a_12c用于對不同類型的模擬信號進(jìn)行預(yù)處理，以輸出適于后級模/數(shù)轉(zhuǎn)換器處理的模擬信號。
[0041]具體地，第一輸出端D1連接的通道用于采集電壓信號，在此前提下，第一輸出端D1連接的信號處理電路12a為分壓電路，其包括第一電阻R1和第二電阻R2。第一電阻R1和第二電阻R2串聯(lián)連接在第一輸出端D1和接地端之間，從第一電阻R1和第二電阻R2的連接端輸出經(jīng)過分壓的電壓。由此，可以對較高的電壓進(jìn)行分壓處理后在輸出到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器處理。
[0042]同時，第二輸出端D2連接的通道用于采集電流信號，在此前提下，第二輸出端D2連接的信號處理電路12b為電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其用于將第二輸出端D2輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。在本實施例中，電流電壓轉(zhuǎn)換電路為連接在輸出端D2與接地端之間的電阻Rz。輸出端D2輸出的電流流過電阻Rz產(chǎn)生電壓信號，該電壓信號可以表征輸入的電流，并被傳輸?shù)侥?數(shù)轉(zhuǎn)換器處理。
[0043]同時，第三輸出端D3連接的通道用于采集溫度信號。部分溫度傳感器，例如PT100溫度傳感器，隨溫度變化具有不同的阻值，通過將其阻值的變換轉(zhuǎn)換為電壓變化即可實現(xiàn)對于溫度的檢測。與第三輸入端D3連接的信號處理電路12c為電阻檢測電路。在本實施例中，為了實現(xiàn)對于阻值的檢測，需要第一模擬多路選擇器11為雙向?qū)ǖ亩嗦愤x擇器，即其電壓/電流信號可以從輸入端傳遞到輸出端，也可以從輸出端傳遞到輸入端，這可以通過雙向?qū)ǖ哪M多路開關(guān)實現(xiàn)。
[0044]電阻檢測電路包括第三電阻R3，其連接在上拉電壓端Vcc和輸出端D3之間。在第三輸出端D3和輸入端S選通連接的情況下，由于采集端子連接到溫度傳感器，因此，第三輸出端D3處的電壓為上拉電壓端Vcc的電壓經(jīng)過第三電阻R3和溫度傳感器的電阻分壓后的電壓，其可以表征溫度傳感器阻值的大小。因此，輸出端D3處的電壓輸出到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器即可實現(xiàn)對于溫度信號的采集。
[0045]模擬多路選擇器的輸入端D1-D3分別與信號處理電路12a_12c的輸出端連接，并根據(jù)地址端的選通信號將對應(yīng)通道的信號作為第一模擬信號輸出到后級模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0046]第一模擬多路分配器和模擬多路選擇器的地址端可以由微控制單元或通過可選高低電平的撥碼開關(guān)進(jìn)行預(yù)先設(shè)置。設(shè)置完成后，模擬信號采集電路可以采集一路對應(yīng)類型的模擬信號。根據(jù)設(shè)置的不同，模擬信號采集電路會被形成具有S->D1->S1->D路徑的電壓信號采集電路，或具有S->D2->S2->D路徑的電流信號采集電路，或具有S->D3->S3->D的溫度?目號米集電路。
[0047]由此，通過模擬多路分配器