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Title:
SIGNAL ISOLATION AND COLLECTION CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/075602
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the technical field of circuits. Disclosed is a signal isolation and collection circuit. The circuit comprises: a resistor voltage divider circuit, a front-end optocoupler switch circuit, a charge and discharge circuit, a back-end optocoupler switch circuit, a voltage follower and an ADC sampling circuit that are sequentially connected, wherein the resistor voltage divider circuit is used for carrying out voltage division on an external input signal; and the ADC sampling circuit is used for collecting a voltage and outputting an isolated signal. Linear optocouplers constitute a simple circuit, such that a signal can be isolated and the value of the input signal can also be collected.

Inventors:
ZHANG YIYANG (CN)
YIN HONGBIN (CN)
XIAO MINFENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2017/106311
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
October 16, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SHENZHEN ZNV TECH CO LTD (CN)
International Classes:
H03K19/14
Foreign References:
CN1874160A2006-12-06
CN204906359U2015-12-23
CN103427418A2013-12-04
US5170059A1992-12-08
Attorney, Agent or Firm:
GUANGDONG GUANGHE LAW FIRM (CN)
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Claims:
权利要求书

一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 包括: 依次连接的电阻分压电 路、 前端光耦幵关电路、 充放电电路、 后端光耦幵关电路、 电压跟随 器和 ADC采样电路, 其中, 所述电阻分压电路用于分压外部输入信 号; 所述 ADC采样电路用于采集电压, 并输出隔离信号。

根据权利要求 1所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述前 端光耦幵关电路包括光耦 D1和光耦 D2, 所述后端光耦幵关电路包括 光耦 D3和光耦 D4。

根据权利要求 2所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述光 耦 Dl、 光耦 D2、 光耦 D3和光耦 D4皆为线性光耦。

根据权利要求 2所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述电 阻分压电路包括: 电阻 R1和电阻 R2, 其中, 电阻 R1的一端与所述外 部输入信号的正极连接, 电阻 R1的另一端与电阻 R2的一端及光耦 D1 的一端连接, 所述电阻 R2的另一端与所述外部输入信号的负极及光 耦 D2的一端连接; 所述电阻分压电路对所述外部输入信号进行分压

[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述 AD

C采样电路用于采集电压具体为: 所述 ADC采样电路用于采集电阻 R2 两端的电压。

[权利要求 6] 根据权利要求 4所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述充 放电电路包括电容 Cl, 其中, 所述电容 C1的一端与所述光耦 D1的另 一端及光耦 D3的一端连接, 所述电容 C1的另一端与所述光耦 D2的另 一端及光耦 D4的一端连接。

[权利要求 7] 根据权利要求 6所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述电 容 C1为充放电电容, 用于根据需要进行充电和放电。

[权利要求 8] 根据权利要求 6所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述光 耦 D3的另一端及所述光耦 D4的另一端皆与电压跟随器连接。

[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述前 端光耦幵关电路、 充放电电路和后端光耦幵关电路的工作流程为: 光耦 D1和光耦 D2同吋导通, 光耦 D3和光耦 D4同吋断幵, 使所述外部 输入信号对所述电容 C1充电;

经过预设的充电吋间后, 电容 C1两端的电压与所述电阻 R2两端的电 压相等;

光耦 D1和光耦 D2同吋断幵, 光耦 D3和光耦 D4同吋导通, 电容 C1与前 级电路隔离, 并对后级电路放电。

[权利要求 10] 根据权利要求 4所述的一种信号隔离采集电路, 其特征在于, 所述 AD

C采样电路之后还连接有 CPU处理器, 所述 CPU处理器用于根据所述 电阻 R1和电阻 R2计算所述电阻分压电路的分压比, 通过所述分压比 对所述隔离信号进行还原。

Description:
一种信号隔离釆集电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电路技术领域, 尤其涉及一种信号隔离采集电路。

背景技术

[0002] 在信号处理领域, 有些信号需要隔离处理, 以防止外部的一些干扰信号进入系 统中, 如传导骚扰 (CE) 的干扰, 使得系统不能正常工作, 现今的隔离方法有 变压器隔离, 光耦隔离等。 其中变压器隔离, 只能对交流信号进行隔离, 而光 耦隔离, 目前主要方案是使用单颗光耦对信号进行隔离 , 由于光耦只有幵、 关 两种状态, 因此这种隔离方案只能对数字信号进行隔离, 即只能使数字信号通 过, 其他信号通过不了。

技术问题

[0003] 本发明的主要目的在于提出一种信号隔离采集 电路, 通过线性光耦组成简单电 路, 不仅能够实现对信号的隔离, 还可以采集输入信号的数值。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为实现上述目的, 本发明提供的一种信号隔离采集电路, 包括: 依次连接的电 阻分压电路、 前端光耦幵关电路、 充放电电路、 后端光耦幵关电路、 电压跟随 器和 ADC采样电路,

其中, 所述电阻分压电路用于分压外部输入信号; 所述 ADC采样电路用于采集 电压, 并输出隔离信号。

[0005] 可选地, 所述前端光耦幵关电路包括光耦 D1和光耦 D2, 所述后端光耦幵关电 路包括光耦 D3和光耦 D4。

[0006] 可选地, 所述光耦 Dl、 光耦 D2、 光耦 D3和光耦 D4皆为线性光耦。

[0007] 可选地, 所述电阻分压电路包括: 电阻 R1和电阻 R2, 其中, 电阻 R1的一端与 所述外部输入信号的正极连接, 电阻 R1的另一端与电阻 R2的一端及光耦 D1的一 端连接, 所述电阻 R2的另一端与所述外部输入信号的负极及光耦 D2的一端连接 ; 所述电阻分压电路对所述外部输入信号进行分 压。

[0008] 可选地, 所述 ADC采样电路用于采集电压具体为: 所述 ADC采样电路用于采集 电阻 R2两端的电压。

[0009] 可选地, 所述充放电电路包括电容 Cl, 其中, 所述电容 C1的一端与所述光耦 D 1的另一端及光耦 D3的一端连接, 所述电容 C1的另一端与所述光耦 D2的另一端 及光耦 D4的一端连接。

[0010] 可选地, 所述电容 C1为充放电电容, 用于根据需要进行充电和放电。

[0011] 可选地, 所述光耦 D3的另一端及所述光耦 D4的另一端皆与电压跟随器连接。

[0012] 可选地, 所述前端光耦幵关电路、 充放电电路和后端光耦幵关电路的工作流程 为:

[0013] 光耦 D1和光耦 D2同吋导通, 光耦 D3和光耦 D4同吋断幵, 使所述外部输入信号 对所述电容 C1充电;

[0014] 经过预设的充电吋间后, 电容 C1两端的电压与所述电阻 R2两端的电压相等; [0015] 光耦 D1和光耦 D2同吋断幵, 光耦 D3和光耦 D4同吋导通, 电容 C1与前级电路隔 离, 并对后级电路放电。

[0016] 可选地, 所述 ADC采样电路之后还连接有 CPU处理器, 所述 CPU处理器用于根 据所述电阻 R1和电阻 R2计算所述电阻分压电路的分压比, 通过所述分压比对所 述隔离信号进行还原。

发明的有益效果

有益效果

[0017] 本发明提出的一种信号隔离采集电路, 包括: 依次连接的电阻分压电路、 前端 光耦幵关电路、 充放电电路、 后端光耦幵关电路、 电压跟随器和 ADC采样电路 , 其中, 所述电阻分压电路用于分压外部输入信号; 所述 ADC采样电路用于采 集电压, 并输出隔离信号, 通过线性光耦组成简单电路, 不仅能够实现对信号 的隔离, 还可以采集输入信号的数值。

对附图的简要说明

附图说明

[0018] 图 1为本发明实施例提供的一种信号隔离采集电 的电路图。 [0019] 本发明目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例, 参照附图做进一步说明。

本发明的实施方式

[0020] 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 , 并不用于限定本发 明。

[0021] 实施例

[0022] 如图 1所示, 在本实施例中, 一种信号隔离采集电路, 包括: 依次连接的电阻 分压电路、 前端光耦幵关电路、 充放电电路、 后端光耦幵关电路、 电压跟随器 和 ADC采样电路, 其中, 所述电阻分压电路用于分压外部输入信号; 所述 ADC 采样电路用于采集电压, 并输出隔离信号。

[0023] 在本实施例中, 通过线性光耦组成简单电路, 不仅能够实现对信号的隔离, 还 可以采集输入信号的数值。

[0024] 在本实施例中, 所述前端光耦幵关电路包括光耦 D1和光耦 D2, 所述后端光耦 幵关电路包括光耦 D3和光耦 D4。

[0025] 在本实施例中, 所述光耦 Dl、 光耦 D2、 光耦 D3和光耦 D4皆为线性光耦。

[0026] 在本实施例中, 前端光耦幵关电路的作用是使输入信号与充放 电电容之间连通 或者断幵; 后端光耦幵关电路的作用是使后级电路与充放 电电容之间连通或者 断幵。

[0027] 在本实施例中, 所述电阻分压电路包括: 电阻 R1和电阻 R2, 其中, 电阻 R1的 一端与所述外部输入信号的正极连接, 电阻 R1的另一端与电阻 R2的一端及光耦 D1的一端连接, 所述电阻 R2的另一端与所述外部输入信号的负极及光耦 D2的一 端连接; 所述电阻分压电路对所述外部输入信号进行分 压, 以防止输入信号电 压过高, 损坏后级电路。

[0028] 在本实施例中, 所述 ADC采样电路用于采集电压具体为: 所述 ADC采样电路用 于采集电阻 R2两端的电压。

[0029] 在本实施例中, 所述充放电电路包括电容 Cl, 其中, 所述电容 C1的一端与所 述光耦 D1的另一端及光耦 D3的一端连接, 所述电容 C1的另一端与所述光耦 D2的 另一端及光耦 D4的一端连接。 [0030] 在本实施例中, 所述电容 C1为充放电电容, 用于根据需要进行充电和放电。

[0031] 在本实施例中, 所述光耦 D3的另一端及所述光耦 D4的另一端皆与电压跟随器 连接。

[0032] 在本实施例中, 电压跟随器的特征是高输入阻抗, 低输出阻抗, 电压跟随器既 能够准确传递电容 C1两端的电压给 ADC采样电路, 又能够提高驱动能力。

[0033] 在本实施例中, 所述前端光耦幵关电路、 充放电电路和后端光耦幵关电路的工 作流程为:

[0034] 光耦 D1和光耦 D2同吋导通, 光耦 D3和光耦 D4同吋断幵, 使所述外部输入信号 对所述电容 C1充电;

[0035] 经过预设的充电吋间后, 电容 C1两端的电压与所述电阻 R2两端的电压相等; [0036] 光耦 D1和光耦 D2同吋断幵, 光耦 D3和光耦 D4同吋导通, 电容 C1与前级电路隔 离, 并对后级电路放电。

[0037] 在本实施例中, 所述预设的充电吋间为 5RC, 其中 R为电阻 Rl的电阻值, C为 电容 C1的电容值。

[0038] 在本实施例中, 所述 ADC采样电路之后还连接有 CPU处理器, 所述 CPU处理器 用于根据所述电阻 R1和电阻 R2计算所述电阻分压电路的分压比, 通过所述分压 比对所述隔离信号进行还原。

[0039] 需要说明的是, 在本文中, 术语"包括"、 "包含 "或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含, 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者装置不仅 包括那些要素, 而且还包括没有明确列出的其他要素, 或者是还包括为这种过 程、 方法、 物品或者装置所固有的要素。 在没有更多限制的情况下, 由语句 "包 括一个 ...... "限定的要素, 并不排除在包括该要素的过程、 方法、 物品或者装置 中还存在另外的相同要素。

[0040] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述, 不代表实施例的优劣。

[0041] 以上仅为本发明的优选实施例, 并非因此限制本发明的专利范围, 凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效 流程变换, 或直接或间接运用在 其他相关的技术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围内。

工业实用性 本发明提出的一种信号隔离采集电路, 包括: 依次连接的电阻分压电路、 前端 光耦幵关电路、 充放电电路、 后端光耦幵关电路、 电压跟随器和 ADC采样电路 , 其中, 所述电阻分压电路用于分压外部输入信号; 所述 ADC采样电路用于采 集电压, 并输出隔离信号, 通过线性光耦组成简单电路, 不仅能够实现对信号 的隔离, 还可以采集输入信号的数值。 因此, 具有工业实用性。