CN109586711A - 信号调节装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种信号调节装置及电子设备。一种信号调节装置，所述信号调节装置包括：自动调节电路，用于生成在目标范围内的信号后作为输出信号输出；手动调节电路，用于接收调节指令，并根据所述调节指令对生成具有预设值的初始信号的大小进行调节后作为输出信号输出；以及模式切换电路，与所述自动调节电路连接并与所述手动调节电路连接，用于选择所述自动调节电路或所述手动调节电路工作。上述信号调节装置，可以通过手动调节电路对输出信号的大小进行调节或通过自动调节电路将输出信号限制目标范围内，使输出结果更加准确。

Description

信号调节装置及电子设备

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是涉及一种信号调节装置及电子设备。

背景技术

信号调节装置是一种用于向其他装置如模拟量板件提供信号标准值的装置。而传统的信号调节装置的输出结果并不准确。

发明内容

基于此，有必要针对传统的信号调节装置输出结果不准确的问题，提供一种信号调节装置及电子设备。

一种信号调节装置，所述信号调节装置包括：

自动调节电路，用于生成在目标范围内的信号后作为输出信号输出；

手动调节电路，用于接收调节指令，并根据所述调节指令对生成的具有预设值的初始信号的大小进行调节后作为输出信号输出；以及

模式切换电路，与所述自动调节电路连接并与所述手动调节电路连接，用于选择所述自动调节电路或所述手动调节电路工作。

上述信号调节装置，可以通过手动调节电路对输出信号的大小进行调节或通过自动调节电路将输出信号限制目标范围内，使输出结果更加准确。

在其中一个实施例中，所述自动调节电路包括输入信号适配器电路、比例放大电路、积分功能电路以及限幅保护电路；所述输入信号适配器电路、所述比例放大电路、所述模式切换电路以及所述积分功能电路依次连接；所述限幅保护电路与所述模式切换电路连接并与所述积分功能电路连接；所述输入信号适配器电路用于对输入信号进行信号放大作用，所述比例放大电路用于对所述输入信号适配器电路的输出信号进行比例调节作用，所述积分功能电路用于对所述比例放大电路的输出信号进行积分调节作用，所述限幅保护电路用于控制所述积分功能电路的输出信号在下限值与上限值之间。

在其中一个实施例中，所述积分功能电路包括积分单元以及输入阻抗单元，所述积分单元用于对所述积分功能电路的输入信号进行积分调节作用，所述输入阻抗单元用于增加所述积分单元的输入阻抗。

在其中一个实施例中，所述限幅保护电路包括上限保护单元以及下限保护单元；所述上限保护单元用于控制所述积分功能电路的输出信号小于所述上限值，所述下限保护单元用于控制所述积分功能电路的输出信号大于所述下限值。

在其中一个实施例中，所述手动调节电路包括逻辑电路以及积分功能电路，所述逻辑电路与所述积分功能连接；所述积分功能电路用于生成具有预设值的初始信号；所述逻辑电路用于接收所述调节指令，并根据所述调节指令对所述初始信号的大小进行调节后作为输出信号输出；所述积分功能电路还用于将所述逻辑电路调节后的输出信号的值作为所述初始值进行存储。

在其中一个实施例中，所述逻辑电路包括上升开关以及下降开关，所述上升开关用于控制所述积分功能电路增大所述输出信号，所述下降开关用于控制所述积分功能电路减小所述输出信号。

在其中一个实施例中，所述模式切换电路包括模式选择电路与模式功能电路，所述模式切换电路与所述模式功能电路连接；所述模式选择电路包括手动开关和自动开关；所述模式功能电路通过所述手动开关控制所述模式功能电路选择所述手动调节电路进行工作，所述模式功能电路还通过所述自动开关控制所述模式功能电路选择所述自动调节电路进行工作。

在其中一个实施例中，所述信号调节装置的输出信号为电压信号；所述信号调节装置还包括第一显示电路，所述第一显示电路包括电压转电流单元以及第一显示单元，所述电压转电流单元分别与所述自动调节电路和所述手动调节电路连接，所述第一显示显示单元与所述电压转电流单元连接；所述电压转电流单元用于将所述电压信号转换为电流信号，所述第一显示单元用于将所述电压转电流单元输出的电流信号进行输出并显示。

在其中一个实施例中，所述信号调节装置还包括第二电源电路、第二信号输入端以及第二显示电路；所述第二电源电路包括稳压模块和设定点模块，所述稳压模块用于对所述输入电压进行稳定后通过所述设定点模块调压后输出给定的电压信号以为第三方供电；所述第二显示电路用于对所述第二信号输入端输入的电压信号进行显示。

一种电子设备，包括壳体，还包括模式切换按键、手动调节按键以及如上任一所述的信号调节装置；所述模式切换按键与所述模式切换电路连接，用于供用户进行操作以进行模式切换；所述手动调节按键用于供用户发送所述调节指令。

附图说明

图1为一实施例中的信号调节装置的结构框图；

图2为一实施例中的输入信号适配器电路的电路图；

图3为一实施例中的比例功能电路的电路图；

图4为一实施例中的积分功能电路和限幅保护电路的电路图；

图5为一实施例中的逻辑电路的电路图；

图6为一实施例中的模式切换电路中的模式选择电路的电路图；

图7为一实施例中的模式切换电路中的模式功能电路的电路图；

图8为一实施例中的第一显示电路的电路图；

图9为一实施例中的第一电源电路的电路图；

图10为一实施例中的第二电源电路的电路图；

图11为一实施例中的第二显示电路的电路图；

图12为一实施例中的电子设备的壳体的正视图。

具体实施方式

在一实施例中，如图1所示，信号调节装置10包括自动调节电路12、手动调节电路14以及模式切换电路16。自动调节电路12用于生成在目标范围内的信号后作为输出信号输出。手动调节电路14用于接收调节指令，并根据调节指令对生成的具有预设值的初始信号的大小进行调节后作为输出信号输出。用户可以根据手动调节电路14中的输出信号的值与预期的值的偏差，从而对形成的初始信号的大小进行调节，使得最终得到的输出信号满足用户的使用需求。模式切换电路16与自动调节电路12连接并与手动调节电路14连接，用于选择自动调节电路12或手动调节电路14工作。即上述信号调节装置10有两种工作模式，通过模式切换电路16可以选择手动模式或自动模式。自动模式下为上述自动调节电路12工作。手动模式下为上述手动调节电路14工作。自动调节电路12与手动调节电路14不同时工作。上述信号调节装置10，可以通过手动调节电路14对输出信号的大小进行调节或通过自动调节电路12将输出信号限制在目标范围内，使输出结果更加准确。

在一实施例中，自动调节电路12包括输入信号适配器电路120、比例放大电路122、积分功能电路130以及限幅保护电路122。输入信号适配器电路120、比例放大电路122、模式切换电路16、以及积分功能电路130依次连接。限幅保护电路124与模式切换电路16连接并与积分功能电路130连接。输入信号适配器电路120用于对自动调节电路12的输入信号进行信号放大作用。比例放大电路122用于对输入信号适配器电路120的输出信号进行比例调节作用。积分功能电路130用于对比例放大电路122的输出信号进行积分作用。限幅保护电路124用于控制积分功能电路130的输出信号在下限值与上限值之间。

在一实施例中，输入信号适配器电路120的电路图如图2所示。放大器A1产生正向输入3与反向输入2间的差分信号。电位器P1用于调节放大器A1的失调电压，即当放大器A1的正向输入与反向输入信号的偏差为零时，放大器A1输出端输出的电压为零。电阻R7/1和电容C1用于为放大器A1的正向输入滤波。电阻R7/2和电容C2用于为放大器A1的反向输入滤波。

在一实施例中，比例放大电路122如图3所示。通过控制电位器P2调节放大器A2的比例增益。开关CM5用于控制输入信号从放大器A2的正向输入端输入或从A2的反向输入端输入。电位器P3是比例放大电路122输出电压的调节部分。

在一实施例中，如图4所示，积分功能电路130包括积分单元150以及输入阻抗单元152。积分单元150用于对积分功能电路130的输入信号进行积分调节作用。输入阻抗单元152用于增加积分单元150的输入阻抗。积分调节电路130在自动调节电路12中用于对比例放大电路122的输出信号进行积分调节。在一实施例中，具体的电路图如图4所示，双场效应管Q3增加了放大器A4:1的输入阻抗。电位器P6可以为积分调节电路130调零，例如，在放大器A4:1的输入电压为零时调节输出信号的偏差。

在一实施例中，如图4所示，限幅保护电路124包括上限保护单元124a以及下限保护单元124b。上限保护单元124a用于控制积分功能电路130的输出信号小于上限值。下限保护单元124b用于控制积分功能电路130的输出信号大于下限值。具体地，当积分功能电路130的输出信号大于上限值或小于下限值时，限幅保护电路124会控制积分功能电路130重新调节输出信号，直到积分功能电路130的输出信号在下限值与上限值范围内。若积分功能电路130的输出信号大于上限值，A3:1输出电压变为+18V，二极管D8导通，并反馈至积分功能电路130反相输入端一个比基准电压更大的正电压信号，该正电压会降低输出信号。当输出信号小于下限值时，A3:2输出电压为0伏，二极管D7导通并反馈至积分功能电路130反相输入端一个比基准电压小的电压信号，该负电压会增加输出信号。下限值与上限值可由电位器P4和电位器P5调节。A3:1和A3:2的输出逻辑信号A和B应用于防积分饱和电路。

在一实施例中，手动调节电路14包括逻辑电路140以及积分功能电路130。也即在本实施例中，手动调节电路14和自动调节电路12之间存在电路共用，从而提高器件的利用率。逻辑电路140与积分功能电路130连接。积分功能电路130用于生成具有预设值的初始信号。逻辑电路140用于控制积分功能电路130对积分功能电路130的输出信号的大小进行调节。积分功能电路130在手动调节电路14中还用于存储输出信号。

在一实施例中，逻辑电路140包括上升开关以及下降开关。上升开关用于控制积分功能电路130增大积分功能电路130的输出信号。下降开关用于控制积分功能电路130减小积分功能电路130的输出信号。具体地，如图5所示，逻辑电路140通过控制下降开关CM3和与非门A5：4输出控制信号给二级管D5。逻辑电路110通过控制上升开关CM4和与非门A5：3输出控制信号给二级管D6。即，当二极管D5导通的时候是下降命令，以控制手动调节电路14的输出信号减小；当二极管D6导通的时候是上升命令，以控制手动调节电路14的输出信号增加。

在一实施例中，模式切换电路16包括模式选择电路160与模式功能电路162。模式选择电路160与模式功能电路162连接。模式选择电路160包括手动开关和自动开关。手动模式下，模式功能电路162通过手动开关控制模式功能电路162选择手动调节电路14进行工作。自动模式下，模式功能电路162还通过自动开关控制模式功能电路162选择自动调节电路12进行工作。

具体地，模式选择电路160的电路图如图6所示，自动开关为开关CM1，手动开关为开关CM2。模式选择电路160中的与非门A5:1和与非门A5:2组成了一个触发器。触发器的状态取决于自动模式或手动模式选择，即开关CM1和开关CM2的状态。按下开关CM2后，与非门A5:2输出正信号。按下开关CM1后，与非门A5:1输出正信号。对于与非门A5:1和与非门A5:2，其中一个与非门输入端总是与另一个与非门的输出端连接。保证了与非门A5:1和与非门A5:2的逻辑输出不可能一样，即手动调节电路14与自动调节电路12不可能同时工作。在一实施例中，A5:2的输出端4还连接有模式信号灯。模式信号灯用于显示信号调节装置10处于手动模式或自动模式。

在一实施例中，模式功能电路142的电路图如图7所示。模式选择电路160仅传递逻辑信号，一个是0，则另一个就是1。按下手动开关CM1后，开关Q1导通，手动调节电路14工作。按下自动开关CM2后Q2导通，自动调节电路12工作。即模式选择电路140中的触发器输出0时，开关Q2关断，开关Q1导通，处于手动模式；模式选择电路140中的触发器输出1时，开关Q2关断，开关Q1导通，处于手动模式。在一实施例中，开关Q1和开关Q2为场效应晶体管。开关Q1在高于基准电压时断开；在低于基准电压时，比如0V导通。开关Q2在高于基准电压时导通；在低于基准电压时，比如0V断开。

在需要自动调节电路12工作时，只需要按下自动开关CM1，与非门A5:1输出逻辑1信号，开关Q2导通，比例放大电路122通过开关Q2与积分功能电路130连接。自动调节电路12中，输入信号经过输入适配器电路120、比例放大电路122、开关Q2以及积分功能电路130，后输出目标范围内的输出信号。其中限幅保护电路16控制积分功能电路130的输出信号在目标范围内，若不在该范围内，则控制积分功能电路130重新调节输出信号，直到输出信号在下限值与上限值范围内才进行输出并显示。

在需要手动调节电路14工作时，只需要按下手动开关CM2，与非门A5:2输出逻辑1信号，开关Q2关断。手动调节电路14由积分功能电路130产生信号，同时操作员根据实际需要选择使用上升开关CM4和下降开关CM3对手动调节电路14的输出信号的大小进行调节。当下降开关CM3和上升开关CM4都未操作时，二极管D5和二极管D6都关断，手动调节电路14不传输任何信号。输出电压存储在图4中的积分功能电路130的电容C12上。若下降开关CM3被按下，D5导通并反馈至积分功能电路130中的放大器A4:1输入端比基准电压大的信号，手动调节电路14的输出信号降低。若上升开关CM4被按下，D6导通并反馈至积分功能电路130中的放大器A4:1输入端0V信号，第二调节电路162的输出信号增加。

在一实施例中，信号调节装置10的输出信号为电压信号。信号调节装置10还包括第一显示电路18。如图8所示，第一显示电路18包括电压转电流单元170以及第一显示单元172。电压转电流单元170与上述积分功能电路130连接。第一显示单元172与电压转电流单元170连接。电压转电流单元170用于将积分功能电路130输出的电压信号转换为电流信号。第一显示单元172用于将电压转电流单元170输出的电流信号进行输出并显示。

在一实施例中，第一显示电路18的输出的电流信号为4毫安～20毫安的工业标准电流信号。具体地，第一显示电路18将电压信号转换成电流信号在显示表B1上进行显示。电阻R21与电阻R20用于和显示表B1进行阻抗匹配，将电流值按比例刻度进行显示。二极管D9、二极管D10与电阻R22形成输出浪涌保护。通过显示表B1可以实时监控信号调节装置10输出的信号的大小。在手动模式下出现信号调节装置10的输出信号不符合要求的情况时，操作人员可以及时对输出信号进行调整，保证了输出信号的准确性。在自动模式下，操作人员也可以通过显示表B1上对输出信号的显示检查信号调节装置10在自动模式下是否正常运行以对便该装置进行维护。

在一实施例中，上述信号调节装置10还包括第一电源电路，第一电源电路用于为信号调节装置10供电。如图9所示，A6为线性稳压模块，由22V～33V电源供电，产生+18V稳定电压。稳压二极管D13和二极管D12产生+14V电压信号。该电压信号为积分功能电路130和逻辑电路140供电。在短暂丢失电源期间。电容C15能储存电压信号。在此期间，D12阻止C15反向卸载。稳压二极管D14与电阻R40产生+9V偏置电压，+9伏电压也是控制器内部信号参考电压。二极管D11保护电路以防止供电电源反接。电阻R39保护电路以防止加在电源端的过电压。

在一实施例中，上述电子设备还包括第二电源电路、第二信号输入端以及第二显示电路。第二电源电路包括稳压模块和设定点模块。在一实施例中，输入到稳压模块的供电电源为交流电源。稳压模块用于对所述输入电压进行稳定后通过设定点模块调压后输出给定的电压信号以为第三方供电。第二显示电路用于对第二信号输入端输入的电压信号进行显示。

在一实施例中，如图10所示，稳压模块为三端稳压器A61，设定点模块为电位器P61。交流220V为供电电源，通过整流桥Q61，经过三端稳压器A61后变成线性电压，信号连接端J1:20输出28V供电。信号连接端J1:30可以输出给第三方，当第三方需要一个参考信号的时候，可以连接信号连接端J1:30。通过电位器P61可以调整信号连接端J1:30的输出参考信号。

在一实施例中，第二显示电路的电路图如图11所示，图11中的J62的2脚与图10中的P61连接。J62为信号输入端。通过J62给出显示数据，显示表显示。A63:1和A63:2通过软接线与显示表(图中未示)连接，一正一反形成压差，驱动显示表显示。

上述电子设备的内部电路由分立器件搭建而成，相对于集成电路稳定性更高。当信号发生装置出现故障的时候，上述电子设备易于排查故障器件，对于后期的维护也更加容易，只需要换掉故障器件即可。对于传统的停产器件，如停产的一些电解电容、二级管等进行了替代，保证后续可持续供货。

在一实施例中，在上述电路图中可以设置多个测试点，测试点可以用来测试各点的输出信号的大小。例如，可以测试供电电压的大小。

在一实施例中还提供一种电子设备。该电子设备包括壳体，模式切换按键、手动调节按键以及如前述任一实施例所述的信号调节装置。其中，模式切换按键与模式切换电路16连接，用于供用户进行操作以进行模式切换。手动调节按键用于供用户发送调节指令。在一实施例中，模式切换按键可以包括自动模式按键和手动模式按键。手动调节按键可以包括上升按键和下降按键。在一实施例中，上述电子设备还包括指示灯、第一显示表以及第二显示表。

具体地，电子设备的壳体30的正视图如图12所示。信号调节装置10设置于壳体30内。第一显示表32、上升按键320、下降按键322、手动模式按键324、自动模式按键326、指示灯328以及第二显示表34设置壳体30上。自动模式按键326用于选择自动调节电路12工作。手动模式按键324用于选择手动调节电路14工作。手动模式下，上升按键320用于控制积分功能电路130的输出信号增大以增大第一显示电路18的输出信号。下降按键322用于控制积分功能电路130的输出信号减小以减小第一显示电路18的输出信号。第一显示表32用于显示第一显示电路18的输出的电流信号的大小。第二显示表34用于显示第二信号输入端输入的电压信号的大小。这两个显示表可以为正向显示表也可以为反向显示表。指示灯328用于显示手动模式或自动模式的状态。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种信号调节装置，其特征在于，所述信号调节装置包括：

自动调节电路，用于生成在目标范围内的信号后作为输出信号输出；

手动调节电路，用于接收调节指令，并根据所述调节指令对生成的具有预设值的初始信号的大小进行调节后作为输出信号输出；以及

模式切换电路，与所述自动调节电路连接并与所述手动调节电路连接，用于选择所述自动调节电路或所述手动调节电路工作。

2.根据权利要求1所述的信号调节装置，其特征在于，所述自动调节电路包括输入信号适配器电路、比例放大电路、积分功能电路以及限幅保护电路；所述输入信号适配器电路、所述比例放大电路、所述模式切换电路以及所述积分功能电路依次连接；所述限幅保护电路与所述模式切换电路连接并与所述积分功能电路连接；所述输入信号适配器电路用于对输入信号进行信号放大作用，所述比例放大电路用于对所述输入信号适配器电路的输出信号进行比例调节作用，所述积分功能电路用于对所述比例放大电路的输出信号进行积分调节作用，所述限幅保护电路用于控制所述积分功能电路的输出信号在下限值与上限值之间。

3.根据权利要求2所述的信号调节装置，其特征在于，所述积分功能电路包括积分单元以及输入阻抗单元，所述积分单元用于对所述积分功能电路的输入信号进行积分调节作用，所述输入阻抗单元用于增加所述积分单元的输入阻抗。

4.根据权利要求2所述的信号调节装置，其特征在于，所述限幅保护电路包括上限保护单元以及下限保护单元；所述上限保护单元用于控制所述积分功能电路的输出信号小于所述上限值，所述下限保护单元用于控制所述积分功能电路的输出信号大于所述下限值。

5.根据权利要求2所述的信号调节装置，其特征在于，所述手动调节电路包括逻辑电路以及积分功能电路，所述逻辑电路与所述积分功能连接；所述积分功能电路用于生成具有预设值的初始信号；所述逻辑电路用于接收所述调节指令，并根据所述调节指令对所述初始信号的大小进行调节后作为输出信号输出；所述积分功能电路还用于将所述逻辑电路调节后的输出信号的值作为所述初始值进行存储。

6.根据权利要求5所述的信号调节装置，其特征在于，所述逻辑电路包括上升开关以及下降开关，所述上升开关用于控制所述积分功能电路增大所述输出信号，所述下降开关用于控制所述积分功能电路减小所述输出信号。

7.根据权利要求5所述的信号调节装置，其特征在于，所述模式切换电路包括模式选择电路与模式功能电路，所述模式切换电路与所述模式功能电路连接；所述模式选择电路包括手动开关和自动开关；所述模式功能电路通过所述手动开关控制所述模式功能电路选择所述手动调节电路进行工作，所述模式功能电路还通过所述自动开关控制所述模式功能电路选择所述自动调节电路进行工作。

8.根据权利要求1所述的信号调节装置，其特征在于，所述信号调节装置的输出信号为电压信号；所述信号调节装置还包括第一显示电路，所述第一显示电路包括电压转电流单元以及第一显示单元，所述电压转电流单元分别与所述自动调节电路和所述手动调节电路连接，所述第一显示显示单元与所述电压转电流单元连接；所述电压转电流单元用于将所述电压信号转换为电流信号，所述第一显示单元用于将所述电压转电流单元输出的电流信号进行输出并显示。

9.根据权利要求1所述的信号调节装置，其特征在于，所述信号调节装置还包括第二电源电路、第二信号输入端以及第二显示电路；所述第二电源电路包括稳压模块和设定点模块，所述稳压模块用于对所述输入电压进行稳定后通过所述设定点模块调压后输出给定的电压信号以为第三方供电；所述第二显示电路用于对所述第二信号输入端输入的电压信号进行显示。

10.一种电子设备，包括壳体，其特征在于，还包括模式切换按键、手动调节按键以及如权利要求1～9任一所述的信号调节装置；所述模式切换按键与所述模式切换电路连接，用于供用户进行操作以进行模式切换；所述手动调节按键用于供用户发送所述调节指令。