一種應(yīng)用于多路ad采集的雙重隔離裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測控技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種應(yīng)用于多路AD采集的雙重隔離裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在自動化控制、自動化檢測、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集測試等諸多工業(yè)測試控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場模擬信號的采集往往在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有著重要的地位。在AD采集模塊的設(shè)計(jì)中，為了數(shù)據(jù)采集的精確性和系統(tǒng)的安全性，尤其是對環(huán)境適應(yīng)性和數(shù)據(jù)精確性有著更嚴(yán)苛要求的國防軍工裝備中，對AD采集進(jìn)行隔離是行之有效的方法。但是在傳統(tǒng)的隔離系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，只是對模擬隔離和數(shù)字隔離進(jìn)行孤立的設(shè)計(jì)，而沒有考慮到在只進(jìn)行一種隔離設(shè)計(jì)時，另一種未隔離信號所帶來的不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于多路AD采集的雙重隔離裝置及方法，其通過對關(guān)鍵部件如模擬隔離電路、數(shù)字模擬電路等結(jié)構(gòu)和布局的研究和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對AD采集的完全隔離，同時具備數(shù)據(jù)采集的精確性、設(shè)備操作的安全性、系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，并可通過MCU或其他控制器的控制，實(shí)現(xiàn)不同模式下的多路AD采集，以適應(yīng)不同的需求，因而尤其適用于AD采集的隔離。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種應(yīng)用于多路AD采集的雙重隔離裝置，其特征在于，該裝置包括模擬信號輸入端的信號調(diào)理電路、信號調(diào)理之后的模擬隔離電路、模擬信號被隔離之后進(jìn)入的AD采集電路、數(shù)字隔離電路、控制和信號處理器以及隔離電源供電模塊；
[0005]所述信號調(diào)理電路的輸出端連接所述模擬隔離電路的輸入端，所述模擬隔離電路的輸出端連接所述AD采集電路的輸入端，所述AD采集電路的數(shù)字端與所述數(shù)字隔離電路進(jìn)行交互，所述數(shù)字隔離電路再與控制和信號處理器進(jìn)行交互。
[0006]優(yōu)選地，所述數(shù)字隔離電路采用雙向通信的多通道數(shù)字隔離器，或由兩個及以上單向通信的數(shù)字隔離器組合使用。
[0007]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種使用應(yīng)用于多路AD采集的雙重隔離裝置的隔離方法，所述隔離裝置包括模擬信號輸入端的信號調(diào)理電路、信號調(diào)理之后的模擬隔離電路、模擬信號被隔離之后進(jìn)入的AD采集電路、數(shù)字隔離電路、控制和信號處理器以及隔離電源供電模塊，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0008](1)在多路模擬信號輸入之前分別對所述多路模擬信號做電壓調(diào)理處理，以符合AD轉(zhuǎn)換器的采集要求；
[0009](2)采用隔離放大器來對經(jīng)過電壓調(diào)理的所述多路模擬信號進(jìn)行模擬隔離，所述隔離放大器的兩端通過隔離電源進(jìn)行供電；
[0010](3)所述隔離放大器輸入信號和輸出信號均通過電容濾波，所述輸出信號串接電阻防短路失效；
[0011](4)采用多通道AD轉(zhuǎn)換器對經(jīng)過調(diào)理并隔離后的所述多路模擬信號同時采樣并通過數(shù)據(jù)總線輸出；
[0012](5)控制和信號處理器通過控制信號控制所述AD轉(zhuǎn)換器的采樣和輸出；
[0013](6)采用多通道數(shù)字隔離器隔離數(shù)據(jù)總線和控制總線；
[0014](7)所述控制和信號處理器對接收到的經(jīng)所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號進(jìn)行處理，完成AD米集。
[0015]優(yōu)選地，多通道數(shù)字隔離器采用雙向通信的數(shù)字隔離器，或由兩個及以上單向通信的數(shù)字隔離器組合使用。
[0016]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0017](1)同時采用了模擬隔離器和數(shù)字隔離器可減少AD采集時的外部干擾和多通道AD信號之間的串?dāng)_，降低在復(fù)雜環(huán)境下的浪涌危險性和電磁防護(hù)性，提高AD采集數(shù)據(jù)精度和環(huán)境適應(yīng)性；
[0018](2)通過控制和信號處理器或其他控制器的控制，實(shí)現(xiàn)不同模式下的多路AD采集，適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
【附圖說明】
[0019]圖1為多路AD采集的雙重隔離裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2為AD采集的雙重隔離電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0022]本發(fā)明提供了一種用于多路AD采集的雙重隔離裝置及方法，可以實(shí)現(xiàn)多路AD安全、可靠采集。并可通過MCU或其他控制器的控制，實(shí)現(xiàn)不同模式下的多路AD采集，以適應(yīng)不同的需求。
[0023]本發(fā)明基于模擬隔離和數(shù)字隔離的綜合應(yīng)用，通過隔離放大器的使用實(shí)現(xiàn)ADC輸入端的模擬隔離，通過數(shù)字隔離器的使用實(shí)現(xiàn)ADC輸出端的數(shù)字隔離以及控制信號的數(shù)字隔離，對多種模擬量輸入信號隔離之后共地，以實(shí)現(xiàn)在ADC中同時采集。此隔離裝置及方法可減少AD采集時的外部干擾和多通道AD信號之間的串?dāng)_，降低在復(fù)雜環(huán)境下的浪涌危險性和電磁防護(hù)性，提高AD采集數(shù)據(jù)精度和環(huán)境適應(yīng)性。并可通過MCU或其他控制器的控制，實(shí)現(xiàn)不同模式下的多路AD采集，適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
[0024]為了更進(jìn)一步的說明本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于多路火工品安全測量的切換裝置及方法，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的用于多路AD采集的雙重隔離裝置的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0026]應(yīng)用于多路AD采集的雙重隔離裝置包括模擬信號輸入端的信號調(diào)理電路、信號優(yōu)化之后的模擬隔離電路、模擬信號被隔離之后進(jìn)入AD采集電路、數(shù)字隔離電路、控制和信號處理器以及隔離電源供電模塊。
[0027]其中，模擬信號輸入端的信號調(diào)理電路可根據(jù)輸入信號的質(zhì)量進(jìn)行濾波、增益、放大、衰減等操作;模擬隔離電路選用隔離放大器來對模擬信號進(jìn)行隔離;AD采集電路通過多通道或單通道的