基于光電隔離的模擬量采集電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及信號采集技術(shù)領(lǐng)域，特指一種基于光電隔離的模擬量采集電路。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用著諸如高壓變頻器、軟啟動、SVG、SVC等設(shè)備，此類設(shè)備大多需要對溫度、電壓、電流、水壓等物理信號進(jìn)行測量。物理信號通過傳感器轉(zhuǎn)換成模擬信號，再通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換最終轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送至處理器用于系統(tǒng)控制。
[0003]同一臺設(shè)備往往需要測量多個、多種類型的物理信號，如何消除各個采集通道之間，采集通道輸入與輸出之間的相互干擾，是個必須認(rèn)真關(guān)注的問題。此外為了提高系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性，必須將測量部分和控制部分進(jìn)行電氣隔離。對于數(shù)字信號的隔離，使用一般的光耦器件就能達(dá)到很好的效果，對于模擬量信的隔離，常規(guī)設(shè)計中傳輸精度和線性度難以滿足要求；而且目前的模擬量采集電路均只能處理單極性(正值)模擬信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠處理雙極性模擬量信號的基于光電隔離的模擬量采集電路。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種基于光電隔離的模擬量采集電路，包括原邊電路和次邊電路，所述原邊電路包括正值模擬量輸入電路和負(fù)值模擬量輸入電路，
所述正值模擬量輸入電路包括第一運(yùn)算放大器U1、第一光親Dl的輸入二極管DlA和反饋二極管D1C，所述輸入二極管DlA的正極與電源VCC相連、負(fù)極與所述第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端相連，所述第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端與信號輸入端Vin以及反饋二極管DlC的負(fù)極相連，所述第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端與所述反饋二極管DlC的正極相連后接地；
所述負(fù)值模擬量輸入電路包括第二運(yùn)算放大器U2、第二光耦D2的輸入二極管D2A和反饋二極管D2C，所述輸入二極管D2A的負(fù)極接地、正極與所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端相連，所述第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與信號輸入端Vin以及反饋二極管D2C的正極相連，第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端與反饋二極管D2C的負(fù)極相連后接地；
所述次邊電路包括第三運(yùn)算放大器U3、第一光耦Dl的輸出二極管DlB和第二光耦D2的輸出二極管D2B，所述第三運(yùn)算放大器U3的同相輸入端與所述輸出二極管DlB的負(fù)極以及輸出二極管D2B的正極相連，所述第三運(yùn)算放大器的同相輸入端與所述輸出二極管DlB的正極以及輸出二極管D2B的負(fù)極相連后接地，所述第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與第三運(yùn)算放大器U3的輸出端通過電阻R4相連，所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端與信號輸出端Vout相連。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述第一運(yùn)算放大器Ul和第二運(yùn)算放大器U2均通過限流電阻Rl與信號輸入端Vin相連。
[0007]所述信號輸入端Vin通過濾波電容Cl接地。
[0008]所述輸入二極管DlA的正極通過電阻R2與電源VCC相連。
[0009]所述輸入二極管D2A的負(fù)極通過電阻R3接地。
[0010]所述第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端與第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端之間設(shè)有濾波電容C2 ;所述第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端之間設(shè)有濾波電容C3。
[0011]所述電阻R4并聯(lián)有濾波電容C4。
[0012]所述第一光耦Dl和第二光耦D2均為線性光耦HCNR201。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明的基于光電隔離的模擬量采集電路，通過光耦將輸入信號與輸出信號進(jìn)行有效隔離，結(jié)構(gòu)簡單；另外本電路采用正值模擬量輸入電路以及負(fù)值模擬量輸入電路相組合的方式，從而能夠?qū)φ岛拓?fù)值模擬量進(jìn)行處理。電路中采用線性光耦，從而保證輸入輸出有良好的線性度和可靠性；另外本電路處理速度快，無延時。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明電路中的原邊電路原理圖。
[0015]圖2為本發(fā)明電路中的次邊電路原理圖。
[0016]圖3為本發(fā)明中光耦的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中標(biāo)號表示:1、原邊電路；11、正值模擬量輸入電路；12、負(fù)值模擬量輸入電路；
2、次邊電路。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0019]如圖1至圖3所示，本實施例的基于光電隔離的模擬量采集電路，包括原邊電路I和次邊電路2，原邊電路I包括正值模擬量輸入電路11和負(fù)值模擬量輸入電路12，
如圖1所不，其中正值模擬量輸入電路11包括第一運(yùn)算放大器U1、第一光親Dl的輸入二極管DlA和反饋二極管D1C，輸入二極管DlA的正極與電源VCC相連、負(fù)極與第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端相連，第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端與信號輸入端Vin以及反饋二極管DlC的負(fù)極相連，第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端與反饋二極管DlC的正極相連后接地；
如圖1所示，其中負(fù)值模擬量輸入電路12包括第二運(yùn)算放大器U2、第二光耦D2的輸入二極管D2A和反饋二極管D2C，輸入二極管D2A的負(fù)極接地、正極與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端相連，第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與信號輸入端Vin以及反饋二極管D2C的正極相連，第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端與反饋二極管D2C的負(fù)極相連后接地；
如圖2所示，次邊電路2包括第三運(yùn)算放大器U3、第一光耦DI的輸出二極管DlB和第二光耦D2的輸出二極管D2B，第三運(yùn)算放大器U3的同相輸入端與輸出二極管DlB的負(fù)極以及輸出二極管D2B的正極相連，第三運(yùn)算放大器的同相輸入端與輸出二極管DlB的正極以及輸出二極管D2B的負(fù)極相連后接地，第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與第三運(yùn)算放大器U3的輸出端通過電阻R4相連，第三運(yùn)算放大器U3的輸出端與信號輸出端Vout相連。
[0020]本實施例中，第一光耦Dl和第二光耦D2均為線性光耦HCNR201，線性光耦HCNR201是一款高線性度模擬光耦，直流非線性度可達(dá)0.01%,最高工作隔離電壓達(dá)1414V(峰值)，允許的最高過電壓