CN107525527B - 一种带隔离抗干扰的比较输出电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带隔离抗干扰的比较输出电路，包括传感器接口J1、一级放大器、线性光耦集成电路IC1、阈值电位器POT2、输出用三极管Q2、输出接口插座J2，其中，所述传感器接口J1的输出端与所述一级放大器的输入端连接，所述一级放大器的输出端与所述线性光耦集成电路IC1的输入端连接，所述线性光耦集成电路IC1的输出端分别与所述阈值电位器POT2的输入端、输出接口插座J2的引脚3连接，所述阈值电位器POT2的输出端与所述输出用三极管Q2的基极连接。本发明的有益效果是：能很好的将信号源中的杂波信号滤掉，同时放大信号源，通过线性光耦隔离，抑制共模干扰，通过比较电路后，能得到稳定电压值。
Description
技术领域
本发明涉及比较输出电路，尤其涉及一种带隔离抗干扰的比较输出电路。
背景技术
在自动化设备工作场合，由于现场采集的信号电压不能直接给电脑使用，现场采集的信号是模拟量信号，比方说压力传感器，温度传感器等信号受干扰大且杂散信号多。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种带隔离抗干扰的比较输出电路。
本发明提供了一种带隔离抗干扰的比较输出电路，包括传感器接口J1、一级放大器、线性光耦集成电路IC1、阈值电位器POT2、输出用三极管Q2、输出接口插座J2，其中，所述传感器接口J1的输出端与所述一级放大器的输入端连接，所述一级放大器的输出端与所述线性光耦集成电路IC1的输入端连接，所述线性光耦集成电路IC1的输出端分别与所述阈值电位器POT2的输入端、输出接口插座J2的引脚3连接，所述阈值电位器POT2的输出端与所述输出用三极管Q2的基极连接，所述输出用三极管Q2的集电极与所述输出接口插座J2的引脚2连接，所述输出用三极管Q2的发射极接地。
作为本发明的进一步改进，所述一级放大器包括调节信号放大调节电阻R7和放大器Q1，所述传感器接口J1的输出端与所述调节信号放大调节电阻R7的一端连接，所述调节信号放大调节电阻R7的另一端与所述放大器Q1的基极连接，所述放大器Q1的发射极接地，所述放大器Q1的集电极与所述线性光耦集成电路IC1的引脚2连接。所述线性光耦集成电路IC1的引脚1电源偏置电阻R3起限流作用，保证光耦发射端正常工作。
作为本发明的进一步改进，所述放大器Q1的集电极和发射极连接有滤除噪音信号的电容C3和电容C4，所述电容C3和电容C4相并联。
作为本发明的进一步改进，所述传感器接口J1的引脚2与所述调节信号放大调节电阻R7的一端连接，所述传感器接口J1的引脚1连接有传感器限流电阻R2，所述传感器限流电阻R2的另一端接电源，所述传感器接口J1的引脚3接地，传感器的输入信号经所述传感器接口J1的引脚2输入，通过调节信号放大调节电阻R7和放大器Q1将传感器的输入信号放大，通过所述电容C3和电容C4滤除噪音信号，去除高频干扰信号，留下低频信号。
作为本发明的进一步改进，所述线性光耦集成电路IC1的引脚7与所述阈值电位器POT2连接，所述线性光耦集成电路IC1的引脚7连接有输出偏置电阻R4。
作为本发明的进一步改进，所述线性光耦集成电路IC1的引脚8连接有电源去耦电容C1。
作为本发明的进一步改进，所述阈值电位器POT2的输出端与所述输出用三极管Q2的基极之间串联有基极限流电阻R9。
作为本发明的进一步改进，所述输出用三极管Q2的集电极连接有工作电阻R5和工作电阻R11，所述工作电阻R5的另一端接电源，所述工作电阻R11的另一端接地，所述输出用三极管Q2的基极、基极限流电阻R9之间连接有工作电阻R10，所述工作电阻R10的另一端接地。
作为本发明的进一步改进，所述输出用三极管Q2的集电极连接有滤除噪音信号的电容C6和电容C7 ，所述电容C6和电容C7的另一端分别接地，所述输出用三极管Q2的集电极与所述输出接口插座J2的引脚2连接。
作为本发明的进一步改进，所述输出接口插座J2的引脚1接电源，所述输出接口插座J2的引脚2、电源之间连接有电源滤波电容C2。
本发明的有益效果是：通过上述方案，能很好的将信号源中的杂波信号滤掉，同时放大信号源，通过线性光耦隔离，抑制共模干扰，通过比较电路后，能得到稳定电压值，输出端可以是模拟量，也可以是数字量。
附图说明
图1是本发明一种带隔离抗干扰的比较输出电路的示意图。
图2是本发明一种带隔离抗干扰的比较输出电路的线性光耦集成电路IC1的原理图。
图3是本发明一种带隔离抗干扰的比较输出电路的输出波形图。
图4是本发明一种带隔离抗干扰的比较输出电路的传感器的电源插头的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，一种带隔离抗干扰的比较输出电路，包括传感器接口J1、一级放大器、线性光耦集成电路IC1、阈值电位器POT2、输出用三极管Q2、输出接口插座J2，其中，所述传感器接口J1的输出端与所述一级放大器的输入端连接，所述一级放大器的输出端与所述线性光耦集成电路IC1的输入端连接，所述线性光耦集成电路IC1的输出端分别与所述阈值电位器POT2的输入端、输出接口插座J2的引脚3连接，所述阈值电位器POT2的输出端与所述输出用三极管Q2的基极连接，所述输出用三极管Q2的集电极与所述输出接口插座J2的引脚2连接，所述输出用三极管Q2的发射极接地。
如图1至图4所示，所述一级放大器包括调节信号放大调节电阻R7和放大器Q1，所述传感器接口J1的输出端与所述调节信号放大调节电阻R7的一端连接，所述调节信号放大调节电阻R7的另一端与所述放大器Q1的基极连接，所述放大器Q1的发射极接地，所述放大器Q1的集电极与所述线性光耦集成电路IC1的引脚2连接。所述线性光耦集成电路IC1的引脚1电源偏置电阻R3起限流作用，保证光耦发射端正常工作。
如图1至图4所示，所述放大器Q1的集电极和发射极连接有滤除噪音信号的电容C3和电容C4，所述电容C3和电容C4相并联。
如图1至图4所示，所述传感器接口J1的引脚2与所述调节信号放大调节电阻R7的一端连接，所述传感器接口J1的引脚1连接有传感器限流电阻R2，所述传感器限流电阻R2的另一端接电源，所述传感器接口J1的引脚3接地，传感器的输入信号经所述传感器接口J1的引脚2输入，通过调节信号放大调节电阻R7和放大器Q1将传感器的输入信号放大，通过所述电容C3和电容C4滤除噪音信号，去除高频干扰信号，留下低频信号。
如图1至图4所示，所述线性光耦集成电路IC1的引脚7与所述阈值电位器POT2连接，所述线性光耦集成电路IC1的引脚7连接有输出偏置电阻R4。
如图1至图4所示，所述线性光耦集成电路IC1的引脚8连接有电源去耦电容C1。
如图1至图4所示，所述阈值电位器POT2的输出端与所述输出用三极管Q2的基极之间串联有基极限流电阻R9。
如图1至图4所示，所述输出用三极管Q2的集电极连接有工作电阻R5和工作电阻R11，所述工作电阻R5的另一端接电源，所述工作电阻R11的另一端接地，所述输出用三极管Q2的基极、基极限流电阻R9之间连接有工作电阻R10，所述工作电阻R10的另一端接地。
如图1至图4所示，所述输出用三极管Q2的集电极连接有滤除噪音信号的电容C6和电容C7 ，所述电容C6和电容C7的另一端分别接地，所述输出用三极管Q2的集电极与所述输出接口插座J2的引脚2连接。
如图1至图4所示，所述输出接口插座J2的引脚1接电源，所述输出接口插座J2的引脚2、电源之间连接有电源滤波电容C2。
本发明提供的一种带隔离抗干扰的比较输出电路，J1是传感器接口，PIN2脚是信号输入，通过一级放大器将信号放大，调节信号放大调节电阻R7和放大器Q1，可以改变输入信号的大小。R2是传感器限流电阻，根据传感器的工作电流决定大小。电容C3，C4是滤除噪音信号，去除高频干扰信号，留下有用的低频信号。C1和C9是电路中电源去耦电容。R4是线性光耦集成电路IC1的7脚输出偏置电阻。R9是输出用三极管Q2的基极限流电阻，R8是阈值电位器。R5、R10和R11是输出用三极管Q2的工作电阻。电容C6，C7是滤除噪音信号，去除高频干扰信号。C2和C8是电源滤波电容。IC1是线性光隔离耦合集成电路，当输入是模拟量信号时，输出也是对应的模拟量信号，两边的电源不一样，不能共地，才能起到有效的隔离噪音作用。
如图2所示，流过IF1和IF2的电流不超过20ma，典型值为10ma，最大工作频率不超过1MHZ，该线性光耦集成电路IC1隔离电压不超过5000VDC@1Min。Vcc电压不超过30VDC，工作电流不超过15ma，典型值为5VDC。
如图1至图4所示，R8是调节阈值的旋钮。Q2是比较器，超过阈值的信号从输出接口插座J2的第2脚输出，模拟量则从输出接口插座J2的第3脚输出。J3是传感器的电源插头，典型值为DC5V，D1为传感器电源指示灯，D2为上位电源指示灯。
本发明提供的一种带隔离抗干扰的比较输出电路的工件原理如下：
传感器信号源从传感器接口J1的第2脚输入，经放大器Q1放大后，从线性光耦集成电路IC1的1脚进，2脚出。如果传感器的电源电压大于或小于DC5V，电阻R3电阻取值应遵循以下公式：
R3=V/20，单位是：KΩ。电阻允许偏差取值+/-10%。
被放大的传感器的模拟信号经线性光耦集成电路IC1同相位耦合到7脚输出，一路去往输出接口插座J2的第3脚模拟量输出，该模拟量大小取决于上位机的电压高低。另一路去往电位器阈值调节的输出用三极管Q2，输出用三极管经Q2转成数字量到输出接口插座J2的第2脚输出。对应的输出波形如图3。
本发明提供的一种带隔离抗干扰的比较输出电路，可以接受5mv-5v信号（频率可达1MHZ），通过该电路隔离抗干扰的比较处理后，直接输出模拟量电压值，也可以设定比较阈值，超过该阈值输出1，低于该阈值输出0，供上位机采集处理用；该电路精度和响应时间：输入信号可达5mv-5V之间 ,输出可达0-24V之间模拟量，数字量0或24V。该电路处理时间<1us或更短；将该电路安装于靠近输出端，能很好的将信号源中的杂波信号滤掉，同时放大信号源，通过线性光耦隔离，抑制共模干扰，通过比较电路后，能得到的稳定电压值。输出端可以是模拟量，也可以是数字量。
本发明提供的一种带隔离抗干扰的比较输出电路，可以滤除高频噪音信号和各种干扰，留下有用的低频信号，通过电路板处理后，信号比较纯净稳定，电脑重复读取时数据稳定。该电路采用不共地的双电源且带隔离功能的放大比较电路，能隔离不同电压等级的电信号。
本发明提供的一种带隔离抗干扰的比较输出电路，可以应用于研发实验室、生产线成品或半成品的批量检测仪器设备中，或者过程检测装置中。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种带隔离抗干扰的比较输出电路，其特征在于：包括传感器接口J1、一级放大器、线性光耦集成电路IC1、阈值电位器POT2、输出用三极管Q2、输出接口插座J2，其中，所述传感器接口J1的输出端与所述一级放大器的输入端连接，所述一级放大器的输出端与所述线性光耦集成电路IC1的输入端连接，所述线性光耦集成电路IC1的输出端分别与所述阈值电位器POT2的输入端、输出接口插座J2的引脚3连接，所述阈值电位器POT2的输出端与所述输出用三极管Q2的基极连接，所述输出用三极管Q2的集电极与所述输出接口插座J2的引脚2连接，所述输出用三极管Q2的发射极接地，所述一级放大器包括调节信号放大调节电阻R7和放大器Q1，所述传感器接口J1的输出端与所述调节信号放大调节电阻R7的一端连接，所述调节信号放大调节电阻R7的另一端与所述放大器Q1的基极连接，所述放大器Q1的发射极接地，所述放大器Q1的集电极与所述线性光耦集成电路IC1的引脚2连接，所述放大器Q1的集电极和发射极连接有滤除噪音信号的电容C3和电容C4，所述电容C3和电容C4相并联，所述传感器接口J1的引脚2与所述调节信号放大调节电阻R7的一端连接，所述传感器接口J1的引脚1连接有传感器限流电阻R2，所述传感器限流电阻R2的另一端接电源，所述传感器接口J1的引脚3接地，传感器的输入信号经所述传感器接口J1的引脚2输入，通过调节信号放大调节电阻R7和放大器Q1将传感器的输入信号放大，通过所述电容C3和电容C4滤除噪音信号，去除高频干扰信号，留下低频信号，所述线性光耦集成电路IC1的引脚7与所述阈值电位器POT2连接，所述线性光耦集成电路IC1的引脚7连接有输出偏置电阻R4。
2.根据权利要求1所述的带隔离抗干扰的比较输出电路，其特征在于：所述线性光耦集成电路IC1的引脚8连接有电源去耦电容C1。
3.根据权利要求1所述的带隔离抗干扰的比较输出电路，其特征在于：所述阈值电位器POT2的输出端与所述输出用三极管Q2的基极之间串联有基极限流电阻R9。
4.根据权利要求3所述的带隔离抗干扰的比较输出电路，其特征在于：所述输出用三极管Q2的集电极连接有工作电阻R5和工作电阻R11，所述工作电阻R5的另一端接电源，所述工作电阻R11的另一端接地，所述输出用三极管Q2的基极、基极限流电阻R9之间连接有工作电阻R10，所述工作电阻R10的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的带隔离抗干扰的比较输出电路，其特征在于：所述输出用三极管Q2的集电极连接有滤除噪音信号的电容C6和电容C7 ，所述电容C6和电容C7的另一端分别接地。
6.根据权利要求1所述的带隔离抗干扰的比较输出电路，其特征在于：所述输出接口插座J2的引脚1接电源，所述输出接口插座J2的引脚2、电源之间连接有电源滤波电容C2。
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