CN107966605A - 一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路 - Google Patents

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令狐钊
宋永琴
张天财
邹朝忠
王乐
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Abstract

本发明提供了一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路；两路并行连接，每路包括第一级放电电路、第二级放电电路、FRE线路、隔离电路、采样电路；所述第一级放电电路和第二级放电电路均与FRE线路并联且其后端与接地端PGND连接，所述隔离电路包括光电耦合器U1，光电耦合器U1的输入正极与限流电阻R1连接，光电耦合器U1的输入负极与接地端PGND连接，光电耦合器U1的发射极接地，光电耦合器U1的几点几与采样电路连接，限流电阻R1连接在第二级放电电路的后端。本发明通过两路并行的方式确保防雷效果，通过使用两级防雷措施，第一级使用防雷管，第二级使用TVS器件，配合光电隔离电路，实现对间击雷的有效保护。该电路结构简单，性能可靠，成本低，适应性广。

Description

一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路
技术领域
本发明涉及一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路。
背景技术
在野外的数据采集设备中，往往需要进行高电平开关量或频率量的采集，需要有防雷设计，现有的防雷设计，要么采用多重防雷措施，成本高，线路复杂；要么防雷效果差，造成采集设备损坏。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路；两路并行连接，每路包括第一级放电电路、第二级放电电路、FRE线路、隔离电路、采样电路；所述第一级放电电路和第二级放电电路均与FRE线路并联且其后端与接地端PGND连接，所述隔离电路包括光电耦合器U1，光电耦合器U1的输入正极与限流电阻R1连接，光电耦合器U1的输入负极与接地端PGND连接，光电耦合器U1的发射极接地，光电耦合器U1的几点几与采样电路连接，限流电阻R1连接在第二级放电电路的后端；所述采样电路通过并联在FRE线路上的电阻R2与电源VCC连接，所述FRE线路后端通过保护电阻R3后接入MCU的IO口。
所述第一级放电电路为放电管G1，放电管G1的与FRE线路并联，其接地端与接地端PGND连接。
所述第二级放电电路为瞬态二极管，其一端并联在FRE线路上，另一端与接地端PGND连接。
本发明的有益效果在于：通过两路并行的方式确保防雷效果，通过使用两级防雷措施，第一级使用防雷管，第二级使用TVS器件，配合光电隔离电路，实现对间击雷的有效保护。该电路结构简单，性能可靠，成本低，适应性广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路；两路并行连接，每路包括第一级放电电路、第二级放电电路、FRE线路、隔离电路、采样电路；所述第一级放电电路和第二级放电电路均与FRE线路并联且其后端与接地端PGND连接，所述隔离电路包括光电耦合器U1，光电耦合器U1的输入正极与限流电阻R1连接，光电耦合器U1的输入负极与接地端PGND连接，光电耦合器U1的发射极接地，光电耦合器U1的几点几与采样电路连接，限流电阻R1连接在第二级放电电路的后端；所述采样电路通过并联在FRE线路上的电阻R2与电源VCC连接，所述FRE线路后端通过保护电阻R3后接入MCU的IO口。
所述第一级放电电路为放电管G1，放电管G1的与FRE线路并联，其接地端与接地端PGND连接。
所述第二级放电电路为瞬态二极管，其一端并联在FRE线路上，另一端与接地端PGND连接。
其中限流电阻R1的阻值为4.7KΩ，电阻R2的阻值为5.1KΩ，保护电阻R3的阻值为10KΩ。
电路组成及工作原理：高电平开关量或频率量通过FRE线接入，首先通过G1放电管，然后再经过瞬态二极管TVS1后，通过R1进入光电耦合器U1的输入端，通过隔离后由+3V3电源，R2和U1的输出电路组成高电平或频率信号的取样信号，进入MCU的普通IO端口或具有捕获功能的IO口，完成高电平或频率信号的采样。
凡是需要进行高电平或频率信号采样的地方，都可以应用此电路，不需要防雷时可以取消G1和TVS1，本电路用于频率采样时，频率不要超过5KHz，如需要采样更高的频率，需要更换成中高速光耦。

Claims (3)

1.一种防雷高电平开关量或频率信号采样电路，其特征在于：两路并行连接，每路包括第一级放电电路、第二级放电电路、FRE线路、隔离电路、采样电路；所述第一级放电电路和第二级放电电路均与FRE线路并联且其后端与接地端PGND连接，所述隔离电路包括光电耦合器U1，光电耦合器U1的输入正极与限流电阻R1连接，光电耦合器U1的输入负极与接地端PGND连接，光电耦合器U1的发射极接地，光电耦合器U1的几点几与采样电路连接，限流电阻R1连接在第二级放电电路的后端；所述采样电路通过并联在FRE线路上的电阻R2与电源VCC连接，所述FRE线路后端通过保护电阻R3后接入MCU的IO口。
2.如权利要求1所述的防雷高电平开关量或频率信号采样电路，其特征在于：所述第一级放电电路为放电管G1，放电管G1的与FRE线路并联，其接地端与接地端PGND连接。
3.如权利要求1所述的防雷高电平开关量或频率信号采样电路，其特征在于：所述第二级放电电路为瞬态二极管，其一端并联在FRE线路上，另一端与接地端PGND连接。
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