專利名稱：一種模擬量數(shù)字化隔離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種模擬量數(shù)字化隔離裝置。
背景技術(shù)：
模擬量隔離就是對模擬信號進(jìn)行隔離，以保證模擬量的完整性。模擬信號主要是與離散的數(shù)字信號相對的信號，模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量表示信息，其信號的幅度、或頻率、或相位隨時間作連續(xù)變化，它存在于自然界各個角落，如每天的溫度變化，而數(shù)字信號是人為抽象出來的在時間上不連續(xù)的信號。模擬信號在傳輸過程中很容易受到干擾，所以在很多系統(tǒng)中，對模擬信號都進(jìn)行了隔離。模擬信號所考慮的電路參數(shù)完全不同于數(shù)字信號，模擬信號通常先要考慮精度或線性度、頻率響應(yīng)、噪聲考慮。目前，在各控制裝置的應(yīng)用中，對于模擬信號的輸入或輸出大都需要進(jìn)行隔離，目前，主要有以下四種隔離法，其中隔離運放的應(yīng)用最為常見。1.光電隔離采用光電隔離器件，由電信號轉(zhuǎn)化成光信號再轉(zhuǎn)成電信號，達(dá)到輸入級對輸出級的隔離。2.電壓器隔離變壓器的輸入線圈信號感應(yīng)到輸出線圈上，實現(xiàn)全隔離。3.飛度電容隔離由于它是利用繼電器切換來隔離輸入信號端口和儀器端口，故米用速度較慢。4.隔離運放隔離利用隔離運放自帶的隔離功能來達(dá)到隔離的目的。而目前的這些隔離方法，模擬量的精度不高，模塊的體積大，抗干擾能力差，且成本聞。

實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種模擬量精度高、模塊體積小、抗干擾能力強(qiáng)且成本低的模擬量數(shù)字化隔離裝置。本實用新型所述模擬量數(shù)字化隔離裝置，包括模擬量信號輸入模塊，所述模擬量信號輸入模塊包括用于將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADS7953，所述模擬量信號輸入模塊連接CPU模塊，模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后通過通信方式傳送給CPU模塊。所述模擬量信號輸入模塊連接模擬量采樣模塊及AD模塊，所述模擬量采樣模塊及AD模塊連接帶信號隔離的通信傳輸電路模塊，所述帶信號隔離的通信傳輸電路模塊連接CPU模塊。本實用新型所述模擬量數(shù)字化隔離裝置，其有益效果是在模擬量信號輸入模塊加入一數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADS7953，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，通過帶信號隔離的通信傳輸電路模塊將數(shù)字量傳遞給CPU模塊，不用外接隔離模塊，體積小，成本低；通過將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量再以通信的方式傳遞，模擬量精度高、抗干擾能力強(qiáng)，故障少。
此附圖說明所提供的圖片用來輔助對實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定，在附圖中附圖1為本實用新型模擬量數(shù)字化隔離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將以具體實施例來詳細(xì)說明本實用新型，在此本實用新型的示意性實施例以及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。如附圖f 2所示，本實用新型所述模擬量數(shù)字化隔離裝置，包括模擬量信號輸入模塊，所述模擬量信號輸入模塊包括一用于將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADS7953，所述模擬量信號輸入模塊連接模擬量采樣模塊及AD模塊，所述模擬量采樣模塊及AD模塊連接帶信號隔離的通信傳輸電路模塊，所述帶信號隔離的通信傳輸電路模塊連接CPU模塊，ADS7953是一款12/18位多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，配備內(nèi)置采用保持器的電容SARA/D轉(zhuǎn)換器，其接受寬范圍模擬量電源電壓，超低功耗的特性使其適用于電池供電和隔離式電源的應(yīng)用，1. 7V至5. 25V的寬I/O供電范圍有助于實現(xiàn)與最常用CMOS數(shù)字主機(jī)之間的無膠接口，模擬量通過數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADS7953轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后通過通信方式傳送給CPU模塊。模擬量信號輸入模塊將輸入的模擬量通過RC電路的第一次整形進(jìn)入放大器，最終進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片變?yōu)閿?shù)字量后通過與CPU之間的通信協(xié)議送入CPU中，這一過程中對模擬量的隔離主要是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片利用串行通信SCL的方式達(dá)到目的，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片包含兩路電源，在電路設(shè)計時將兩路隔離的電源接入芯片，這樣利用芯片自帶的隔離技術(shù)來達(dá)到模擬量的隔離。與CPU的信號傳輸是ADS7953所帶的串行接口讓數(shù)據(jù)通過一條傳輸線傳送出去，由于采用數(shù)字化傳輸，不會影響到模擬量信號的完整形，所以有較高的可靠性和良好的頻率性。本發(fā)明可運用于各種以微處理器為核心的模擬量采樣電路中，因為這些裝置通常需要在兩個不同模塊之間傳遞模擬信號，并且要保證安全可靠的傳送。通常兩個不同模塊之間的電位可能相差幾百伏甚至幾千伏，比如電機(jī)控制器中的隔離電樞電流和電壓傳感器，電動機(jī)地與控制系統(tǒng)地的隔離等。特別是可運用在一些以微處理器為核心的電力電子裝置中，這種需要傳送代表輸出特性的參考信號，而運行于高頻開關(guān)狀態(tài)的功率電路與控制電路往往不同于一般電路板上，為了防止強(qiáng)電磁干擾串到微機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)致系統(tǒng)運行異常，并降低EMI和工頻干擾。本發(fā)明目前已用于自主研發(fā)的整車控制器中，對其輸入的模擬量都采用了數(shù)字化隔離，較目前常使用的隔離技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。采用了這種模擬量數(shù)字化隔離裝置的整車控制器設(shè)置了 15路模擬量輸入，隔離后的輸出數(shù)據(jù)基本與輸入的數(shù)據(jù)相吻合。在調(diào)試的過程中人為的加入電磁干擾，基本對輸入的模擬量不造成影響。這種新型的模擬量數(shù)字化隔離裝置大幅度降低了模擬量模塊的使用成本，此次運用與自主研發(fā)的整車控制器中，模擬量處理模塊采用了 一個模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS7953以及電阻、電容等一些常用電子元件，所有電子元件的總成本價不超過200元。而現(xiàn)在控制器中對模擬量的隔離大部分采用的是隔離運放，一個性價比較高的隔離運放芯片在目前市面上大概是80元/個。每個隔離運放芯片所帶的模擬量通道是最多的是兩個，所以上述整車控制器的模擬量采樣模塊中如采用隔離運放來完成信號的隔離，則至少需要8個隔離運放芯片，即模擬量采樣模塊至少需要700元材料費。而且8個隔離運放所需的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片所需的空間，所以采用這種新型模擬量數(shù)字化隔離裝置由于使用的電器元件數(shù)量減少，使得模塊的故障點減少從而降低了模塊的故障率。以上對本實用新型實施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文應(yīng)用了具體個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本實用新型實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例，在具體實施方式
以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種模擬量數(shù)字化隔離裝置，包括模擬量信號輸入模塊，其特征在于: 所述模擬量信號輸入模塊包括用于將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADS7953，所述模擬量信號輸入模塊連接CPU模塊，模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后通過通信方式傳送給CPU模塊。
2.如權(quán)利要求1所述模擬量數(shù)字化隔離裝置，其特征在于: 所述模擬量信號輸 入模塊連接模擬量采樣模塊及AD模塊，所述模擬量采樣模塊及AD模塊連接帶信號隔離的通信傳輸電路模塊，所述帶信號隔離的通信傳輸電路模塊連接CPU模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種模擬量數(shù)字化隔離裝置，包括模擬量信號輸入模塊，所述模擬量信號輸入模塊包括用于將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADS7953，所述模擬量信號輸入模塊連接CPU模塊，模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后通過通信方式傳送給CPU模塊。本實用新型所述模擬量數(shù)字化隔離裝置，在模擬量信號輸入模塊加入一數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADS7953，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，通過帶信號隔離的通信傳輸電路模塊將數(shù)字量傳遞給CPU模塊，不用外接隔離模塊，體積小，成本低；通過將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量再以通信的方式傳遞，模擬量精度高、抗干擾能力強(qiáng)，故障少。
文檔編號H03M1/12GK202918273SQ20122055648
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月27日
發(fā)明者陳正全, 熊宇, 魏橋蘭, 伍佳, 肖揚(yáng), 鄭前, 何玲玲, 楊柳 申請人:武漢英康匯通電氣有限公司