專利名稱：數(shù)字信號(hào)采集電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)采集電路，更具體地說，涉及一種既能采集無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)，又能采集有源開關(guān)量電平信號(hào)的數(shù)字信號(hào)采集電路。
背景技術(shù)：
就數(shù)字信號(hào)的采集技術(shù)而言，現(xiàn)有技術(shù)中常用的數(shù)字信號(hào)采集電路僅能用于采集無源干接點(diǎn)信號(hào)，即從設(shè)備上對(duì)需要采集的無源干接點(diǎn)供電，使得輸入隔離光電耦合器的信號(hào)狀態(tài)與干接點(diǎn)的工作狀態(tài)相關(guān)。其典型電路如圖1所示，其中，當(dāng)與接插件J7連接的干接點(diǎn)(未在圖中畫出)閉合時(shí)，+24V電壓經(jīng)接插件J7的第1腳連接到需采集的干接點(diǎn)，再經(jīng)接插件J7的第2腳和電阻R14，加到光電耦合器U74中的發(fā)光二極管上，使該發(fā)光二極管導(dǎo)電發(fā)光，從而使得光電耦合器U74處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)與接插件J7連接的干接點(diǎn)斷開時(shí)，+24V電壓無法加到光電耦合器中的發(fā)光二極管上，此時(shí)光電耦合器處于斷開狀態(tài)。也就是說，光電耦合器的導(dǎo)通對(duì)應(yīng)于干接點(diǎn)的閉合，光電耦合器的斷開則對(duì)應(yīng)于干接點(diǎn)的斷開，通過對(duì)這兩種狀態(tài)的判別，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)無源干接點(diǎn)信號(hào)(閉合/斷開)的采集。圖中的穩(wěn)壓二極管DA74對(duì)光電耦合器中的發(fā)光二極管起到穩(wěn)壓保護(hù)作用。這種電路存在的一個(gè)主要缺陷是無法對(duì)有源開關(guān)量電平信號(hào)進(jìn)行采集，僅能用于采集無源干接點(diǎn)信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有的數(shù)字信號(hào)采集電路無法對(duì)有源開關(guān)量電平信號(hào)進(jìn)行采集，僅能用于采集無源干接點(diǎn)信號(hào)的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種數(shù)字信號(hào)采集電路，包括與被采集開關(guān)連接的第一、第二輸入端，還包括一個(gè)電源，所述電源的第一極的電壓高于第二極的電壓，其中，在所述電源的第一極與所述第一輸入端之間還接有一個(gè)第一切換開關(guān)。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述第一輸入端經(jīng)第一限流電阻輸出采集結(jié)果信號(hào)；所述第二輸入端與所述電源的第二極連接。
在本發(fā)明的第二種優(yōu)選方案中，所述第二輸入端與所述電源的第二極連接；所述第一輸入端還經(jīng)第一限流電阻與一個(gè)光電耦合器的輸入極中的發(fā)光二極管的正極連接，所述第二輸入端還與所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接；所述光電耦合器的輸出級(jí)根據(jù)所述發(fā)光二極管的發(fā)光與否輸出相應(yīng)的信號(hào)作為采集結(jié)果信號(hào)。
在所述第二種優(yōu)選方案中，還可以在所述第二輸入端與所述電源的第二極之間接一個(gè)第二切換開關(guān)；在所述第二輸入端與所述發(fā)光二極管的負(fù)極之間串接一個(gè)第二限流電阻；以及在所述發(fā)光二極管的正極與第二輸入端之間反向連接一個(gè)穩(wěn)壓二極管。其中，所述第一、第二切換開關(guān)最好為可同時(shí)閉合或斷開的聯(lián)動(dòng)開關(guān)。
本發(fā)明中，如果所述電源的第一極為正電源，例如+24V，則第二極為地；如果所述電源的第一極為地，則第二極為負(fù)電源，例如-24V。此外，還可在所述電源的第一極與第一切換開關(guān)之間串接一個(gè)第三限流電阻。
本發(fā)明中，還可增設(shè)一個(gè)接插件，所述被采集的信號(hào)可從所述接插件引入，并輸出到所述第一、第二輸入端。
本發(fā)明中，所述開關(guān)可以是撥碼開關(guān)、多路模擬開關(guān)或繼電器。
由上述方案可知，本發(fā)明通過在傳統(tǒng)電路中增設(shè)切換開關(guān)，并通過切換開關(guān)的不同設(shè)置狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)和有源開關(guān)量信號(hào)的采集，其中還使用限流電阻和穩(wěn)壓二極管等對(duì)有源開關(guān)量電平信號(hào)進(jìn)行帶保護(hù)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)典型的數(shù)字信號(hào)采集電路的示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的數(shù)字信號(hào)采集電路的示意圖；
圖3是本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的數(shù)字信號(hào)采集電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
由前面的描述可知，本發(fā)明的目的是要設(shè)計(jì)一種既能采集無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)，又能采集有源開關(guān)量電平信號(hào)的電路。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例如圖3所示，其中，在SW7內(nèi)有兩個(gè)切換開關(guān)，第一切換開關(guān)的第一端與+24V電壓連接，第二切換開關(guān)的第一端與地連接，兩個(gè)開關(guān)的第二端分別與整個(gè)采集電路的第一、第二輸入端連接。
當(dāng)SW7中的兩個(gè)切換開關(guān)處于全ON(即閉合)時(shí)，可用于采集無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)，即通過接插件J10與無源干接點(diǎn)連接；此時(shí)，如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號(hào)閉合，+24V電壓經(jīng)電阻R47、第一切換開關(guān)、接插件J10、第二切換開關(guān)后接地，也就是說，此時(shí)光電耦合器U15中的發(fā)光二極管上無電壓，光電耦合器處于斷開狀態(tài)，光電耦合器的輸出級(jí)沒有輸出信號(hào)；如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號(hào)斷開，則+24V電壓經(jīng)電阻R47、R24加在光電耦合器中的發(fā)光二極管上，使光電耦合器處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)光電耦合器的輸出級(jí)有輸出信號(hào)，由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)干接點(diǎn)信號(hào)的隔離采集。
當(dāng)切換開關(guān)SW7處于全OFF(斷開)時(shí)，可用于采集有源開關(guān)量電平信號(hào)，即通過接插件J10與有源開關(guān)連接。此時(shí)，當(dāng)由接插件J10輸入的電平信號(hào)低于某一下限閥值時(shí)，光電耦合器U15中的發(fā)光二極管兩端的電壓過低，光電耦合器處于斷開狀態(tài)；當(dāng)由J10輸入的電平信號(hào)高于某一上限閥值時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光電耦合器處于導(dǎo)通狀態(tài)。由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有源開關(guān)量電平信號(hào)的隔離采集。
針對(duì)不同有源開關(guān)量電平信號(hào)，可以選擇相應(yīng)的限流電阻R23、R24、穩(wěn)壓二極管D9、以及光電耦合器U15。對(duì)于如圖3所示的電路，其輸入電平信號(hào)可為0～1V、5V～26V兩種狀態(tài)，其中所選用的光電耦合器U15中的發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降為1.2V，穩(wěn)壓二極管D9的穩(wěn)壓值則為2.4V，限流電阻R23為560歐姆，R24為1K歐姆。當(dāng)輸入電平信號(hào)為0～1V時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管無法導(dǎo)通發(fā)光，光電耦合器處于斷開狀態(tài)；當(dāng)輸入電平信號(hào)為5V～26V時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，光電耦合器處于導(dǎo)通狀態(tài)，阻值為560歐姆的限流電阻R23和穩(wěn)壓值為2.4V的穩(wěn)壓二極管能夠保證光電耦合器中發(fā)光二極管的輸入電流不會(huì)過大，以滿足5V～26V的寬范圍要求。
由上面的描述可知，本實(shí)施例甲，通過兩個(gè)切換開關(guān)的不同設(shè)置狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)和有源開關(guān)量信號(hào)的隔離采集，并使用限流電阻和穩(wěn)壓二極管等對(duì)有源開關(guān)量電平信號(hào)進(jìn)行帶保護(hù)。具體實(shí)施時(shí)，其中的開關(guān)SW7可以采用撥碼開關(guān)、多路模擬開關(guān)、繼電器等。當(dāng)采用多路模擬開關(guān)時(shí)，可通過軟件對(duì)其進(jìn)行控制，以根據(jù)輸入信號(hào)的類型對(duì)開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)使用撥碼開關(guān)時(shí)，則需根據(jù)輸入信號(hào)類型進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置。圖3中的電容C27、C28和雙向穩(wěn)壓二極管D33、D34用于起到防雷作用。
具體實(shí)施時(shí)，如果被測(cè)開關(guān)中使用的是負(fù)電源，則還可相應(yīng)地采用負(fù)電源來工作，例如將原來的+24V正電源改為地GND，而原來的地GND則改為負(fù)電源-24V。另外，還可以省去其中的第二切換開關(guān)而僅保留第一切換開關(guān)，也就是讓圖3中的第二輸入端直接接地，此時(shí)應(yīng)刪除其中的電容C27和雙向穩(wěn)壓二極管D33。
本發(fā)明的一個(gè)更簡化的實(shí)施例如圖2所示，其中沒有光電耦合器，所以是直接采集而不是隔離采集。其中設(shè)有一個(gè)接插件J10，被采集的信號(hào)可從該接插件J10引入；該采集電路的第一輸入端經(jīng)切換開關(guān)K3、限流電阻R47與+24V電源連接，并經(jīng)另一限流電阻R24輸出采集結(jié)果信號(hào)；采集電路的第二輸入端則直接接地。其中的電容C28和雙向穩(wěn)壓極管D34用于起到防雷作用。
本實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)K3閉合時(shí)，接插件J10的上部管腳接+24V，下部管腳接地，可用于檢測(cè)無源開關(guān)信號(hào)此時(shí)，如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號(hào)閉合，則輸出信號(hào)為一個(gè)低電平；如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號(hào)斷開，則輸出信號(hào)為一個(gè)高電平。當(dāng)開關(guān)K3斷開時(shí)，+24V電源被斷開，第二腳依然接地，此時(shí)可用于檢測(cè)有源開關(guān)信號(hào)，其前提是外部有源開關(guān)信號(hào)與內(nèi)部共地。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字信號(hào)采集電路，包括與被采集開關(guān)連接的第一、第二輸入端，其特征在于，還包括一個(gè)電源，所述電源的第一極的電壓高于第二極的電壓，在所述電源的第一極與所述第一輸入端之間還接有一個(gè)第一切換開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，所述第一輸入端經(jīng)第一限流電阻(R24)輸出采集結(jié)果信號(hào)；所述第二輸入端與所述電源的第二極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，所述第二輸入端與所述電源的第二極連接；所述第一輸入端還經(jīng)第一限流電阻(R24)與一個(gè)光電耦合器的輸入極中的發(fā)光二極管的正極連接，所述第二輸入端還與所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接；所述光電耦合器的輸出級(jí)根據(jù)所述發(fā)光二極管的發(fā)光與否輸出相應(yīng)的信號(hào)作為采集結(jié)果信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，所述第二輸入端經(jīng)一個(gè)第二切換開關(guān)與所述電源的第二極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，在所述第二輸入端與所述發(fā)光二極管的負(fù)極之間還串接有第二限流電阻(R23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，在所述發(fā)光二極管的正極與第二輸入端之間還反向連接有一個(gè)穩(wěn)壓二極管(D9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，所述第一、第二切換開關(guān)為同時(shí)閉合或斷開的聯(lián)動(dòng)開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，其中所述電源的第一極為正電源，第二極為地；或者，所述電源的第一極為地，第二極為負(fù)電源；在所述電源的第一極與第一切換開關(guān)之間還串接有第三限流電阻(R47)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，還包括一個(gè)接插件，所述被采集的信號(hào)可從所述接插件引入，并輸出到所述第一、第二輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號(hào)采集電路，其特征在于，所述開關(guān)是撥碼開關(guān)、多路模擬開關(guān)或繼電器。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)采集電路，為解決現(xiàn)有同類采集電路僅能采集無源干接點(diǎn)信號(hào)的問題，本發(fā)明的數(shù)字信號(hào)采集電路中包括與被采集開關(guān)連接的第一、第二輸入端，還包括一個(gè)電源，該電源的第一極電壓高于第二極電壓，在所述第一輸入端與電源第一級(jí)之間接有第一切換開關(guān)。其中，所述第一輸入端可經(jīng)第一限流電阻(R24)直接輸出采集結(jié)果信號(hào)，也可經(jīng)光電耦合器隔離輸出采集結(jié)果信號(hào)；所述第二輸入端可直接與電源第二極連接，也可經(jīng)第二切換開關(guān)與電源第二極連接。其中，如果電源的第一極為正電源，則第二極為地；如果第一極為地，則第二極為負(fù)電源。通過所述第一、第二切換開關(guān)的不同設(shè)置狀態(tài)，可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)無源開關(guān)和有源開關(guān)信號(hào)的采集。
文檔編號(hào)G06F3/00GK1719386SQ20051003434
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者蔡瀲滟, 蔡寧果, 姜貞勇 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司