CN103297033B - 一种脉冲信号采集电路 - Google Patents

Abstract

本发明一种切实可行、安全可靠的脉冲信号采集电路，所述脉冲采集电路包括输入脉冲信号、输出脉冲信号，所述输入脉冲信号经过脉冲整形电路整形为输出脉冲信号，其中，述输入信号与脉冲整形电路之间设有过压保护电路。通过在输入脉冲信号与脉冲整形电路之间设置过压保护电路，使得整个电路更加的安全可靠。

Description

一种脉冲信号采集电路

技术领域

本发明涉及多功能电能表校验领域，特别涉及一种脉冲信号采集电路，应用于多功能脉冲信号误差计算装置。

背景技术

现有电能表脉冲信号输出方式具有多样性，不同的输出方式要分别经过转换后才能接入主电路已以方便识别。电能表脉冲信号输出方式可分为有源输出和无源输出两大类。

有源输出方式不需终端提供电源,脉冲信号电压源幅度为3-15V,脉宽80：20ms,电能表与终端有电气公共点;无源输出方式需终端提供电源，电能表与终端通过光耦合隔离,脉冲信号电压幅度与终端所提供的电源相当,脉宽80：20ms。有源脉冲输入电压幅度应与主电路匹配以方便识别和不损坏电路。因此现有技术中针对低于匹配电压的有源脉冲需经升压电路后再接入。而对高于匹配电压的有源脉冲需经降压后再接入。二者无法兼容且不许接错，否则会损坏电路或元件。

无源脉冲输出的电能表可分为电子开关型和继电器型两类,电子开关型又可分为发射极输出方式、集电极输出方式、OC门输出方式3种。但就其输出电路特征来看,只有正脉冲输出和负脉冲输出2种,发射极输出方式和继电器输出方式,其输出脉冲为正脉冲;集电极输出方式和OC门输出方式的输出脉冲为负脉冲。无源脉冲输出电流不可过大，否则会烧坏元件。现有技术对此必须在接入主电路之前经电流变送器将大电流减弱，而小电流则不需要。二者无法兼容。

现有技术中，当存在多路输入时，无源正脉冲共阴极连接以及无源负脉冲共阳极连接都会导致终端无法正确采集电能表脉冲。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种切实可行、安全可靠的脉冲信号采集过压保护电路。

为了解决以上技术问题，本发明一种切实可行、安全可靠的脉冲信号采集电路，所述脉冲采集电路包括输入脉冲信号、输出脉冲信号，所述输入脉冲信号经过脉冲整形电路整形为输出脉冲信号，其中，述输入信号与脉冲整形电路之间设有过压保护电路。

优选的，所述脉冲整形电路包括光耦，所述输入脉冲信号包括输入脉冲信号M、输入脉冲信号E，所述输入脉冲信号M连接光耦的阳极，所述输入脉冲信号E连接光耦的阴极。

优选的，所述过压保护电路包括设于输入脉冲信号M与光耦之间的反向二极管D1、设于输入脉冲信号E与光耦之间的反向二极管D2。

优选的，所述过压保护电路还包括设于光耦阳极的上拉热敏电阻R1、设于光耦阴极的下拉热敏电阻R2。

优选的，所述光耦的集电极连接所述输出脉冲信号端，所述光耦的集电极设有上拉电阻，所述光耦的发射极连接参考地。

优选的，所述光耦的发射极连接所述输出脉冲信号端，所述光耦的发射极设有下拉电阻，所述光耦的发射极电连接弱电电源。

通过设置脉冲整形电路，将脉冲输入信号进过整形后再度输出给脉冲信号采集装置，使得脉冲信号采集装置能够准确有效的完成对电能表的脉冲信号检测。同时采用光耦进行整形，使得输入脉冲信号与输出脉冲信号在完成整形转换的同时，两个之间形成了隔离，即电能表之间进行了隔离，避免了电能表端的高压信号对脉冲信号采集装置形成电压冲击，保证了电能表能够安全的得到校验。

通过设置反向二极管，使得在输入脉冲信号出现高压情况下，则利用反向二极管的反向截止特性阻止高压信号进入光耦，在光耦隔离的基础上增加了一层保护，在保证电能表能够安全得到校验的同时也保护了光耦；同时设置热敏电阻，在输入脉冲信号为高压信号且被阻止时，流过热敏电阻的电流则会迅速增大，直接导致热敏电阻的温度上升、阻值变大，以保证电路不会受损。

因此，该脉冲信号采集电路实现了脉冲输入与脉冲输出之间的有效整形转化的同时也实现了有效隔离，对后端的脉冲信号采集装置提供了过压保护。减少了输入脉冲对主电路造成的电路干扰。很好的兼容了多种脉冲输入，同时具有良好的抗扰性及安全性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明脉冲信号采集电路实施例1的电路原理图；

图2是本发明脉冲信号采集电路实施例2的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

实施例1：

如图1所示，本发明一种脉冲信号采集电路，所述脉冲采集电路包括输入脉冲信号、输出脉冲信号，所述输入脉冲信号经过脉冲整形电路整形为输出脉冲信号，其中，所述输入脉冲信号与脉冲整形电路之间设有过压保护电路。在本实施例中，所述脉冲整形电路包括光耦U1，所述输入脉冲信号包括输入脉冲信号M、输入脉冲信号E，所述输入脉冲信号M连接光耦U1的阳极，所述输入脉冲信号E连接光耦U1的阴极。

在本实施例中，所述过压保护电路包括设于输入脉冲信号M与光耦之间的反向二极管D1、设于输入脉冲信号E与光耦之间的反向二极管D2。所述反向二极管D1的阴极连接输入脉冲信号M，所述反向二极管D1的阳极连接所述光耦U1的阳极；所述反向二极管的D2的阳极连接所述光耦U1的阴极，所述反向二极管D2的阴极连接所述输入脉冲信号E。所述过压保护电路还包括设于光耦阳极的上拉热敏电阻R1、设于光耦阴极的下拉热敏电阻R2。所述上拉热敏电阻R1的一端连接弱电电源VCC，所述上拉热敏电阻R1的另一端连接所述反向二极管D1的阳极。所述下拉热敏电阻R2的一端连接参考地，所述下拉热敏电阻R2的另一端连接所述反向二极管D2的阴极。

在本实施例中，所述光耦U1的集电极连接所述输出脉冲信号MC，所述光耦U1的集电极设有上拉电阻R3，所述光耦U1的发射极连接参考地。

本实施例的工作原理：被检验的电能表输出的信号作为输入脉冲信号M、输入脉冲信号E，输入脉冲信号M与输入脉冲信号E经过光耦U1整形转换成输出脉冲信号MC反向输出给脉冲信号采集装置。如果在校验过程中，出现输入误接或者电能表的输出端输出较高电压时，首先反向二极管D1、D2的反向截止特性将阻止高压信号进入光耦，在保护了脉冲信号采集装置的情况下，也保证了光耦的安全；其次电能表输出出现高压时，流过热敏电阻的电流会迅速增大，直接导致热敏电阻温度上升，阻值变大以保证电路不会受损，当电压恢复正常后，流过热敏电阻的电流也会相应降低，热敏电阻的温度随之下降，此时热敏电阻的阻值恢复正常，整个脉冲信号采集电路恢复正常

实施例2：

如图2所示，本实施例与上述实施例1的区别在于，所述光耦U1的发射极连接所述输出脉冲信号MC，所述光耦U1的发射极设有下拉电阻R4，所述光耦U1的发射极电连接弱电电源VCC。

通过设置脉冲整形电路，将脉冲输入信号进过整形后再度输出给脉冲信号采集装置，使得脉冲信号采集装置能够准确有效的完成对电能表的脉冲信号检测。同时采用光耦进行整形，使得输入脉冲信号与输出脉冲信号在完成整形转换的同时，两个之间形成了隔离，即电能表之间进行了隔离，避免了电能表端的高压信号对脉冲信号采集装置形成电压冲击，保证了电能表能够安全的得到校验。

通过设置反向二极管，使得在输入脉冲信号出现高压情况下，则利用反向二极管的反向截止特性阻止高压信号进入光耦，在光耦隔离的基础上增加了一层保护，在保证电能表能够安全得到校验的同时也保护了光耦；同时设置热敏电阻，在输入脉冲信号为高压信号且被阻止时，流过热敏电阻的电流则会迅速增大，直接导致热敏电阻的温度上升、阻值变大，以保证电路不会受损。

因此，该脉冲信号采集电路实现了脉冲输入与脉冲输出之间的有效整形转化的同时也实现了有效隔离，对后端的脉冲信号采集装置提供了过压保护。减少了输入脉冲对主电路造成的电路干扰。很好的兼容了多种脉冲输入，同时具有良好的抗扰性及安全性。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种脉冲信号采集电路，所述脉冲采集电路包括输入脉冲信号、输出脉冲信号，所述输入脉冲信号经过脉冲整形电路整形为输出脉冲信号，其特征在于，所述输入脉冲信号与脉冲整形电路之间设有过压保护电路，所述脉冲整形电路包括光耦，所述输入脉冲信号包括输入脉冲信号M、输入脉冲信号E，所述输入脉冲信号M连接光耦的阳极，所述输入脉冲信号E连接光耦的阴极，所述过压保护电路包括设于输入脉冲信号M与光耦之间的反向二极管D1、设于输入脉冲信号E与光耦之间的反向二极管D2，所述反向二极管D1的阴极连接输入脉冲信号M，所述反向二极管D1的阳极连接所述光耦的阳极；所述反向二极管的D2的阳极连接所述光耦的阴极，所述反向二极管D2的阴极连接所述输入脉冲信号E。

2.根据权利要求1所述的脉冲信号采集电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括设于光耦阳极的上拉热敏电阻、设于光耦阴极的下拉热敏电阻。

3.根据权利要求1所述的脉冲信号采集电路，其特征在于，所述光耦的集电极连接所述输出脉冲信号端，所述光耦的集电极设有上拉电阻，所述光耦的发射极连接参考地。

4.根据权利要求1所述的脉冲信号采集电路，其特征在于，所述光耦的发射极连接所述输出脉冲信号端，所述光耦的发射极设有下拉电阻，所述光耦的集电极电连接弱电电源。