CN108519540A

CN108519540A - 一种断线检测电路

Info

Publication number: CN108519540A
Application number: CN201810701311.9A
Authority: CN
Inventors: 郑荣魁; 石金博; 陈理辉; 刘江; 黄灼键
Original assignee: QKM Technology Dongguan Co Ltd
Current assignee: QKM Technology Dongguan Co Ltd
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2018-09-11
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: CN108519540B

Abstract

本发明提供了一种断线检测电路，涉及电子电路技术领域。该断线检测电路包括第一信号输入端、第二信号输入端、电压钳位模块、整流模块、处理模块以及信号输出端，第一信号输入端、第二信号输入端与整流模块及编码器均电连接，整流模块、处理模块以及信号输出端依次电连接，电压钳位模块与第一信号输入端、第二信号输入端均电连接；当第一信号输入端未接收到输入信号时，通过电压钳位模块将第一信号输入端的电压值钳位于第一电压，当第二信号输入端未接收到输入信号时，通过电压钳位模块将第二信号输入端的电压值钳位于第二电压，从而使得断线检测电路既可以检测差分信号也可以检测单端信号，具有更广泛的应用场景。

Description

一种断线检测电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种断线检测电路。

背景技术

编码器是将旋转的角度/位移转变成数字信号的装置，在实际应用过程中，通常需要利用断线检测电路检测编码器是否断线。

但现有技术中，绝大多数的编码器断线检测电路，都是针对绝对值式、增量式等编码器，且都指定为差分断线检测，而无法兼容单端、差分两种模式，应用场景狭窄；而兼容两种模式的断线检测电路，通常会增加断线检测电路的器件、IC芯片等，不仅导致电路板面积增加，还增加了成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种断线检测电路，以解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种断线检测电路，与一编码器电连接，所述断线检测电路包括第一信号输入端、第二信号输入端、电压钳位模块、整流模块、处理模块以及信号输出端，所述第一信号输入端、所述第二信号输入端与所述电压钳位模块及所述编码器均电连接，所述电压钳位模块、所述整流模块、所述处理模块以及所述信号输出端依次电连接；

所述电压钳位模块用于当所述第一信号输入端未接收到输入信号时，将所述第一信号输入端的电压值钳位于第一电压；

所述电压钳位模块用于当所述第二信号输入端未接收到输入信号时，将所述第二信号输入端的电压值钳位于第二电压。

进一步地，所述第一电压及所述第二电压满足算式：

V1-V2＝VD

其中，V1为第一电压，V2为第二电压，VD为预设定的整流模块的压降值。

进一步地，所述电压钳位模块包括电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，所述电源依次串联所述第一电阻、所述第二电阻后接地，所述电源依次串联所述第三电阻以及所述第四电阻后接地，所述第一信号输入端电连接于所述第一电阻、所述第二电阻之间，所述第二信号输入端电连接于所述第三电阻、所述第四电阻之间。

进一步地，所述处理模块包括电压比较器，所述电压比较器的输出端与所述信号输出端电连接，所述电压比较器的同相输入端及反相输入端均与所述整流模块电连接。

进一步地，所述整流模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一信号输入端与所述第一二极管的正极及所述第三二极管的负极均电连接，所述第二信号输入端与所述第二二极管的正极及所述第四二极管的负极均电连接，所述电压比较器的同相输入端与所述第一二极管的负极及所述第二二极管的负极均电连接，所述电压比较器的反相输入端与所述第三二极管的负极以及所述第四二极管的负极均电连接。

进一步地，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻以及所述第四电阻满足以下算式：

其中，VCC为电源电压，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R4为第四电阻，VD为第一二极管的压降值。

进一步地，所述处理模块还包括电源、第五电阻、第六电阻、第一电容以及第二电容，所述电源依次串联所述第一电容、所述第五电阻后接地，所述电源依次串联所述第六电阻、所述第二电容后接地，所述电压比较器的同相输入端电连接于所述第一电容、所述第五电阻之间，所述电压比较器的反相输入端电连接于所述第六电阻、所述第二电容之间。

进一步地，所述处理模块用于当所述第一信号输入端及所述第二信号输入端均未接收到输入信号时，通过所述信号输出端输出断线信号。

进一步地，所述处理模块还用于当所述第一信号输入端和/或所述第二信号输入端接收到输入信号时，通过所述信号输出端输出高电平信号。

进一步地，所述断线检测电路还包括差分收发器，所述差分收发器的第一接入端电连接于所述第一电阻、所述第二电阻之间，所述差分收发器的第二接入端连接于所述第三电阻、所述第四电阻之间。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种断线检测电路，包括第一信号输入端、第二信号输入端、电压钳位模块、整流模块、处理模块以及信号输出端，第一信号输入端、第二信号输入端与电压钳位模块及编码器均电连接，电压钳位模块、整流模块、处理模块以及信号输出端依次电连接；当第一信号输入端未接收到输入信号时，通过电压钳位模块将第一信号输入端的电压值钳位于第一电压，当第二信号输入端未接收到输入信号时，通过电压钳位模块将第二信号输入端的电压值钳位于第二电压，从而使得断线检测电路既可以检测差分信号也可以检测单端信号，且没有明显的器件、IC芯片增加，在保证性价比、面积等同等条件下，使得断线检测电路具有更广泛的应用场景。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示为本发明实施例提供的断线检测电路的电路结构框图。

图2为本发明实施例提供的断线检测电路的电路图。

图标：100-断线检测电路；110-第一信号输入端；120-第二信号输入端；130-电压钳位模块；140-整流模块；150-处理模块；160-信号输出端；170-差分收发器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

本发明实施例提供了一种断线检测电路100，用于检测与其电连接的编码器是否断线。请参阅图1，为本发明实施例提供的断线检测电路100的电路结构框图。该断线检测电路100包括：第一信号输入端110、第二信号输入端120、电压钳位模块130、整流模块140、处理模块150、信号输出端160以及差分收发器170。其中，第一信号输入端110、第二信号输入端120与电压钳位模块130及编码器均电连接，电压钳位模块130、整流模块140、处理模块150以及信号输出端160依次电连接，电压钳位模块130与差分收发器170电连接。

其中，第一信号输入端110及第二信号输入端120与整流模块140、钳位模块以及编码器均电连接，用于接收编码器输出的输入信号。

需要说明的是，该输入信号依据编码器的类型不同，该输入信号可以是差分信号也可以是单端信号。

电压钳位模块130用于当第一信号输入端110未接收到输入信号时，将第一信号输入端110的电压值钳位于第一电压；以及用于当第二信号输入端120未接收到输入信号时，将第二信号输入端120的电压值钳位于第二电压。

具体地，请参阅图2，为本发明实施例提供的断线检测电路100的电路图。该电压钳位模块130包括电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。其中，电源VCC依次串联第一电阻R1、第二电阻R2后接地，电源VCC依次串联第三电阻R3以及第四电阻R4后接地，第一信号输入端110电连接于第一电阻R1、第二电阻R2之间，第二信号输入端120电连接于第三电阻R3、第四电阻R4之间。

整流模块140用于对第一信号输入端110及第二信号输入端120接收到的输入信号进行整流，并将整流后的信号传输至处理模块150。

具体地(如图2所示)，整流模块140包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4，第一信号输入端110与第一二极管D1的正极及第三二极管D3的负极均电连接，第二信号输入端120与第二二极管D2的正极及第四二极管D4的负极均电连接，电压比较器的同相输入端与第一二极管D1的负极及第二二极管D2的负极均电连接，电压比较器的反相输入端与第三二极管D3的负极以及第四二极管D4的负极均电连接。

处理模块150用于依据整流后的信号判断编码器是否断线。

具体地，处理模块150用于当第一信号输入端110及第二信号输入端120均未接收到输入信号时，通过信号输出端160输出断线信号；处理模块150还用于当第一信号输入端110和/或第二信号输入端120接收到输入信号时，通过信号输出端160输出高电平信号。

可以理解地，该断线信号即为低电平信号。

在一种优选的实施例中，该处理模块150包括电压比较器、电源VCC、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1以及第二电容C2。其中，电源VCC依次串联第一电容C1、第五电阻R5后接地，电源VCC依次串联第六电阻R6、第二电容C2后接地，电压比较器的同相输入端电连接于第一电容C1、第五电阻R5之间，电压比较器的反相输入端电连接于第六电阻R6、第二电容C2之间。

信号输出端160用于输出断线信号或是高电平信号。

差分收发器170的第一接入端电连接于第一电阻R1、第二电阻R2之间，差分收发器170的第二接入端连接于第三电阻R3、第四电阻R4之间。

需要说明的是，二极管的压降一般在0.3V～0.5V之间，本发明实施例提供的二极管的压降VD＝0.4V。

此外，第一电压与第二电压满足算式：

V1-V2＝VD

其中，V1为第一电压，V2为第二电压，VD为预设定的整流模块140的压降值，即为本发明提供的二极管的压降值。

只有当第一电压与第二电压满足上述算式时，断线检测电路100才能满足差分信号、单端信号兼容断线检测。

进一步地，由于

因此，第一电压与第二电压还满足算式：

其中，VCC为电源电压，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻。

需要说明的是，该VCC可以但不仅限于5V、3.3V等。

在后文中，以VD＝0.4V，VCC＝5V，第一电压为1.7V，第二电压为1.3V为例，对本发明提供的断线检测电路100的工作原理进行讲述。需要说明的是，以上各取值均是为方便、直观地叙说断线检测电路100的工作原理而任意设定的，以上各取值还可以为其他满足条件的数值，在此不再具体限制、说明。

第一种：当第一信号输入端110及第二信号输入端120接收到差分信号，即编码器输入差分信号时：

第一信号输入端110接收到的输入信号的电压值满足VP∈(0,5V)，第二信号输入端120接收到的输入信号的电压值满足VN∈(0,5V)，且第一信号输入端110与第二信号输入端120接收到的输入信号的电压值的和满足VP+VN＝VCC＝5V。

则电压比较器同相输入端电压为：

U+＝max(VP,VN)-VD＝5-0.4＝4.4V

电压比较器反相输入端电压为：

U-＝min(VP,VN)+VD＝0+0.4＝0.4V

此时，由于U+>U-，因此电压比较器通过信号输入端输出高电平信号。

第二种：当第一信号输入端110接收到输入信号，第二信号输入端120与编码器断开，即编码器输入单端信号时：

第一信号输入端110接收到的输入信号的电压值满足VP∈(0,5V)，VN＝1.3V

当VP＝VCC＝5V时：

电压比较器同相输入端电压为：

U+＝max(VP,VN)-VD＝5-0.4＝4.4V

电压比较器反相输入端电压为：

U-＝min(VP,VN)+VD＝1.3+0.4＝1.7V

当VP＝0V时：

电压比较器同相输入端电压为：

U+＝max(VP,VN)-VD＝1.3-0.4＝0.9V

电压比较器反相输入端电压为：

U-＝min(VP,VN)+VD＝0+0.4＝0.4V

第三种：当第二信号输入端120接收到输入信号，第一信号输入端110与编码器断开，即编码器输入单端信号时：

第二信号输入端120接收到的输入信号的电压值满足VN∈(0,5V)，VP＝1.7V

当VN＝VCC＝5V时：

电压比较器同相输入端电压为：

U+＝max(VP,VN)-VD＝5-0.4＝4.4V

电压比较器反相输入端电压为：

U-＝min(VP,VN)+VD＝1.7+0.4＝2.1V

当VP＝0V时：

电压比较器同相输入端电压为：

U+＝max(VP,VN)-VD＝1.7-0.4＝1.3V

电压比较器反相输入端电压为：

U-＝min(VP,VN)+VD＝0+0.4＝0.4V

第四种：当第一信号输入端110及第二信号输入端120均为接收到输入信号，均与编码器断开时：

VP＝1.7V，VN＝1.3V

电压比较器同相输入端电压为：

U+＝max(VP,VN)-VD＝1.7-0.4＝1.3V

电压比较器反相输入端电压为：

U-＝min(VP,VN)+VD＝1.3+0.4＝1.7V

此时，由于U+<U-，因此电压比较器通过信号输入端输出低电平信号，即为断线信号。

综上所述，本发明提供的一种断线检测电路，包括第一信号输入端、第二信号输入端、电压钳位模块、整流模块、处理模块以及信号输出端，第一信号输入端、第二信号输入端与整流模块及编码器均电连接，整流模块、处理模块以及信号输出端依次电连接，电压钳位模块与第一信号输入端、第二信号输入端均电连接；当第一信号输入端未接收到输入信号时，通过电压钳位模块将第一信号输入端的电压值钳位于第一电压，当第二信号输入端未接收到输入信号时，通过电压钳位模块将第二信号输入端的电压值钳位于第二电压，从而使得断线检测电路既可以检测差分信号也可以检测单端信号，且没有明显的器件、IC芯片增加，在保证性价比、面积等同等条件下，使得断线检测电路具有更广泛的应用场景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种断线检测电路，与一编码器电连接，其特征在于，所述断线检测电路包括第一信号输入端、第二信号输入端、电压钳位模块、整流模块、处理模块以及信号输出端，所述第一信号输入端、所述第二信号输入端与所述电压钳位模块及所述编码器均电连接，所述电压钳位模块、所述整流模块、所述处理模块以及所述信号输出端依次电连接；

2.根据权利要求1所述的断线检测电路，其特征在于，所述第一电压及所述第二电压满足算式：

V1-V2＝VD

3.根据权利要求1所述的断线检测电路，其特征在于，所述电压钳位模块包括电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，所述电源依次串联所述第一电阻、所述第二电阻后接地，所述电源依次串联所述第三电阻以及所述第四电阻后接地，所述第一信号输入端电连接于所述第一电阻、所述第二电阻之间，所述第二信号输入端电连接于所述第三电阻、所述第四电阻之间。

4.根据权利要求3所述的断线检测电路，其特征在于，所述处理模块包括电压比较器，所述电压比较器的输出端与所述信号输出端电连接，所述电压比较器的同相输入端及反相输入端均与所述整流模块电连接。

5.根据权利要求4所述的断线检测电路，其特征在于，所述整流模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一信号输入端与所述第一二极管的正极及所述第三二极管的负极均电连接，所述第二信号输入端与所述第二二极管的正极及所述第四二极管的负极均电连接，所述电压比较器的同相输入端与所述第一二极管的负极及所述第二二极管的负极均电连接，所述电压比较器的反相输入端与所述第三二极管的负极以及所述第四二极管的负极均电连接。

6.根据权利要求5所述的断线检测电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻以及所述第四电阻

7.根据权利要求4所述的断线检测电路，其特征在于，所述处理模块还包括电源、第五电阻、第六电阻、第一电容以及第二电容，所述电源依次串联所述第一电容、所述第五电阻后接地，所述电源依次串联所述第六电阻、所述第二电容后接地，所述电压比较器的同相输入端电连接于所述第一电容、所述第五电阻之间，所述电压比较器的反相输入端电连接于所述第六电阻、所述第二电容之间。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的断线检测电路，其特征在于，所述处理模块用于当所述第一信号输入端及所述第二信号输入端均未接收到输入信号时，通过所述信号输出端输出断线信号。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的断线检测电路，其特征在于，所述处理模块还用于当所述第一信号输入端和/或所述第二信号输入端接收到输入信号时，通过所述信号输出端输出高电平信号。

10.根据权利要求3-7中任意一项所述的断线检测电路，其特征在于，所述断线检测电路还包括差分收发器，所述差分收发器的第一接入端电连接于所述第一电阻、所述第二电阻之间，所述差分收发器的第二接入端连接于所述第三电阻、所述第四电阻之间。