CN103368561A - 一种双通道同步切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电测领域，尤其涉及一种双通道同步切换装置。本发明通过输入缓冲电路、高速开关电路和精密放大电路顺序连接，分频电路与高速开关电路连接，这样可以同时测量两个输入电压信号之间的比例时，减小通道自身的误差影响测量结果准确度的问题。本发明实现了通过周期交换被测信号的测量通道，消除两个通道之间不一致性的发明目的，从而提高测量准确度。
Description
技术领域
本发明涉及电测领域，尤其涉及一种双通道同步切换装置。
背景技术
数据采集技术在许多工业领域有着广泛的应用，各种各样的模拟量如温度、压力、流量、位移等通过适当的传感器转换成模拟电压信号，然后经模数转换后以数字量的形式在计算机上进行方便灵活的处理。在这些众多的应用中，有相当一部分测量任务是使用双测量通道同时测量两个电压信号，然后通过计算两者之间的比例而得到所需的被测量值，如用伏安法测量阻抗或导纳，用直接比较法校验互感器的误差等。
由于数据采集装置的每个测量通道自身都存在误差，若直接用其测得的电压值计算被测量值，将导致被测量的测量准确度较低。而若同步切换两个测量通道的输入电压信号，将通道切换前后的两个测量方式作为一个完整的测量周期，并将一个周期内通道切换前测得的比例1和交换后测得的比例2进行合成，即可在一定程度上消除由测量通道自身的误差和两通道之间的不一致性带来的影响，从而提高被测量的测量准确度。
有鉴于此，本发明提出一种双通道同步切换装置，该装置与数据采集装置一起组成测量系统，可以提高数据采集装置测量比例量的准确度。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明的双通道同步切换装置通过输入缓冲电路、高速开关电路和精密放大电路顺序连接，分频电路与高速开关电路连接，这样可以同时测量两个输入电压信号之间的比例时，减小通道自身的误差影响测量结果准确度的问题。本发明实现了通过周期交换被测信号的测量通道，消除两个通道之间不一致性的发明目的，从而提高测量准确度。
本发明所采用的技术方案是：一种双通道同步切换装置，包括由分频电路、输入缓冲电路、高速开关电路和精密放大电路组成，其特征在于：所述的输入缓冲电路、高速开关电路和精密放大电路顺序连接，分频电路与高速开关电路连接。
如上所述的双通道同步切换装置，其特征在于：所述的分频电路由4个74AC163构成的16位可编程分频器和74AC74构成的2倍分频器组成，外部的高频时钟信号经分频后输出两路低频脉冲信号f 1和f 2，且f 1=2f 2，其中脉冲信号f 1连接至高速开关电路，脉冲信号f 2和原高频时钟信号经光耦HCPL0930隔离后连接至外部的数据采集装置。
如上所述的双通道同步切换装置，其特征在于：所述的输入缓冲电路采用带正反馈的缓冲放大器AD8512形成“自举电路”。
如上所述的双通道同步切换装置，其特征在于：所述的高速开关电路采用两个ADG433作为核心芯片构成S1和S2，在通电后默认处于正向导通状态。
如上所述的双通道同步切换装置，其特征在于：所述的精密放大电路为差分运算放大器AD8274和AD8034为核心组成的放大电路。
本发明的有益效果是：本发明提供的双通道同步切换装置能够按照设定参数周期同步切换测量通道，按设定的倍数对输入信号进行放大，将其与数据采集装置结合，可以扩展数据采集装置的测量范围，消除采集装置两个测量通道之间的不一致性，提高其比例量的测量准确度。
附图说明
图1是本发明实施例的电压比例测量装置的原理示意图。
图2是图1中分频电路1的实现原理图。
具体实施方式
附图标记说明:图1中的标记：1—分频电路， 2—输入缓冲电路，3—高速开关电路， 4—精密放大电路。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
本发明实施例提供的测量通道同步切换装置，其数字部分的核心是分频电路1，其模拟部分由输入缓冲电路2、高速开关电路3、精密放大电路4组成。其中，输入缓冲电路2、高速开关电路3和精密放大电路4顺序连接，分频电路1与高速开关电路3连接。
本发明的分频电路1由4个74AC163构成的16位可编程分频器和74AC74构成的2倍分频器组成，外部的高频时钟信号经分频后输出两路低频脉冲信号f 1和f 2，且f 1=2f 2。其中脉冲信号f 1连接至高速开关电路3，控制高速开关电路3的切换开关动作，脉冲信号f 2和原高频时钟信号经光耦HCPL0930隔离后连接至外部的数据采集装置，作为采集装置的外部同步触发信号和时钟同步信号。
本发明的输入缓冲电路2采用带正反馈的缓冲放大器AD8512形成“自举电路”，提高电路的输入阻抗，减小装置输入阻抗对被测电压信号的影响。
本发明的高速开关电路3采用两个ADG433作为核心芯片构成S1和S2，在通电后默认处于正向导通状态，可以手动控制开关电路处于正向导通、反向导通状态或周期自动切换模式，由分频电路1输出的脉冲信号f 1为两个ADG433提供周期切换的动作信号。高速开关电路3将从输入缓冲电路2输入的两路信号通过S1和S2周期同步切换，ADG433的切换动作通过分频电路与采集装置的时钟信号和触发信号同步，经过切换后的信号输出给精密放大电路4。
本发明的精密放大电路4以差分运算放大器AD8274和AD8034为核心，组成稳定、精确的放大电路，选择电路参数其使放大倍数为0.5，即将数据采集装置的测量范围内扩大一倍。精密放大电路4输出的电压或电流信号可供数据采集装置采集。
本发明的测量通道同步切换装置，其与数据采集装置配合，共同进行比例量测量时，在一个采样周期内，前半个周期测量通道处于正向导通状态，后半个周期测量通道处于反向导通状态，在进行数字信号处理处理时，需要将采集到的数据从中间进行分割，分别处理前半个周期和后半个周期的数据，然后将计算结果进行合成，这样既可消除测量通道的不一致性，提高测量的准确度。本装置还能够按照预先设定频率f 1控制快速CMOS开关周期动作，能够按照预先设定频率f 2给采集装置提供触发信号，能够实现切换装置和采集装置的时钟同步，能够将采集装置的测量范围准确稳定地扩大一倍。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技输入术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种双通道同步切换装置，包括由分频电路、输入缓冲电路、高速开关电路和精密放大电路组成，其特征在于：所述的输入缓冲电路、高速开关电路和精密放大电路顺序连接，分频电路与高速开关电路连接。
2.如权利要求1所述的双通道同步切换装置，其特征在于：所述的分频电路由4个74AC163构成的16位可编程分频器和74AC74构成的2倍分频器组成，外部的高频时钟信号经分频后输出两路低频脉冲信号f 1和f 2，且f 1=2f 2，其中脉冲信号f 1连接至高速开关电路，脉冲信号f 2和原高频时钟信号经光耦HCPL0930隔离后连接至外部的数据采集装置。
3.如权利要求1所述的双通道同步切换装置，其特征在于：所述的输入缓冲电路采用带正反馈的缓冲放大器AD8512形成“自举电路”。
4.如权利要求1所述的双通道同步切换装置，其特征在于：所述的高速开关电路采用两个ADG433作为核心芯片构成S1和S2，在通电后默认处于正向导通状态。
5.如权利要求1、2、3或4所述的任意一种双通道同步切换装置，其特征在于：所述的精密放大电路为差分运算放大器AD8274和AD8034为核心组成的放大电路。
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| CN105550067B (zh) * | 2015-12-11 | 2018-05-08 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种机载计算机双通道选择方法 |
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