CN110702970A - 一种信号检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号检测电路，包括：采样电路，参考电压生成电路、放大电路、模数转换器，处理器，其中，所述采样电路用于对输入信号进行采样，获得采样后的信号；所述参考电压生成电路用于根据所述输入信号生成参考电压；所述放大电路用于根据所述采样后的信号和所述参考电压生成误差信号，对所述误差信号进行放大，获得放大后的误差信号；所述模数转换器用于对所述放大后的误差信号进行模数转换，获得转换后的数字信号；所述处理器用于根据所述转换后的数字信号获得所述输入信号的电压值。本发明可以准确的检测CP信号的电压值，提高了通信稳定性。

Description

一种信号检测电路
技术领域
本发明涉及信号检测技术领域，具体而言，主要涉及一种信号检测电路。
背景技术
随着充电汽车使用越来越广泛，目前其上下游产业链也在蓬勃发展，作为基础建设环节，充电桩的研发和建设逐步进入人们的视野，为了更好的实现汽车高效快速充电，充电协议的研究是重中之重。
根据充电桩市场调查，其主要分为交流充电桩和直流充电桩，交流充电桩使用七孔接口和三孔接口，直流充电桩使用九孔接口。现有的交流充电桩中，仅通过CC(connection confirm，连接确认)/CP(control pilot，控制导引)信号进行功率控制相关，CC/CP信号质量控制是车桩通信的关键。受限于一般电路为开关电路类型，仅能检测到CP信号的电平是否满足基本要求，未能检测出CP信号的具体电压值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种信号检测电路，能够准确的获知CP信号的具体电压值。
为了实现上述目的，采用如下的技术方案：
第一方面，一种信号检测电路，包括：采样电路，参考电压生成电路、放大电路、模数转换器，处理器，其中，
所述采样电路用于对输入信号进行采样，获得采样后的信号；
所述参考电压生成电路用于根据所述处理器中存储的参考电压输出所述参考电压；
所述放大电路用于根据所述采样后的信号和所述参考电压生成误差信号，对所述误差信号进行放大，获得放大后的误差信号；
所述模数转换器用于对所述放大后的误差信号进行模数转换，获得转换后的数字信号；
所述处理器用于根据所述转换后的数字信号获得所述输入信号的电压值。
本发明的有益效果：本发明提供的信号检测电路，包括采样电路、参考电压生成电路、放大电路、模数转换器和处理器，通过对CP信号进行采样，并生成参考电压，通过对采样后的信号和参考电压进行误差放大，并对放大后的信号进行模数转换，处理器对转换后的信号进行处理，从而可以准确的检测CP信号的具体电压值，提高了通信稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
图1为本发明一种信号检测电路的框架结构示意图；
图2为本发明的一种信号检测电路的部分原件的连接关系示意图；
图3为本发明的一种信号检测电路的误差放大器的电路原理图。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施方式。本发明可具有各种实施方式，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施方式限于在此公开的特定实施方式的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施方式的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本发明的各种实施方式中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施方式中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施方式中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施方式中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施方式中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施方式的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的各种实施方式中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的并且并非意在限制本发明的各种实施方式。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施方式所述领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施方式中被清楚地限定。
本发明实施例提供一种信号检测电路，如图1所示，包括采样电路1、参考电压生成电路2、放大电路3、模数转换器4，处理器5，其中，所述采样电路1的输入端与输入信号输入端连接，所述采样电路1的输出端与所述放大电路3的输入端连接，用于对所述输入信号进行采样；所述参考电压生成电路2的输入端与所述输入信号输入端连接，所述参考电压生成电路2的输出端与所述放大电路3的输入端连接，所述参考电压生成电路用于根据所述处理器中存储的参考电压输出所述参考电压；所述放大电路3的输入端与所述采样电路1的输出端、参考电压生成电路2的输出端连接，所述放大电路3的输出端与所述模数转换器4的输入端连接，用于对采样后的信号和生成的参考电压求差并放大；所述模数转换器4的输入端与所述放大电路3的输出端连接，所述模数转换器4的输出端与处理器5的出入端连接，用于将放大后的信号进行模数转换；所述处理器5用于根据模数转换器转换后的信号进行处理，确定所述输入信号的电平数值。
其中，所述输入信号为CP信号。
其中，如图2所示，所述采样电路1包括第一MOS管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一MOS管Q1的栅极通过所述第一电阻R1与第一电压输入端连接，所述第一MOS管Q1的源极通过所述第二电阻R2与地连接，所述第一MOS管Q1的源极还与所述放大电路3的第一输入端连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述CP信号输入端连接。
进一步地，所述第一电压输入端可以是所述CP信号输入端，即所述第一MOS管Q1的栅极通过所述第一电阻R1与所述CP信号输入端连接。
进一步地，所述采样电路还包括第三电阻R3，其中，所述第一MOS管Q1的漏极还通过所述第三电阻R3与所述CP信号输入端连接。
其中，所述参考电压生成电路2包括第二MOS管Q2、第四电阻R4，所述第二MOS管Q2的栅极与第二电压输入端连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述CP信号输入端连接，所述第二MOS管Q2的源极通过所述第四电阻R4与地连接，所述第二MOS管Q2的源极还与所述放大电路3的第二输入端连接。
进一步地，所述参考电压生成电路2还包括第五电阻R5，其中，所述第二MOS管Q2的栅极还通过所述第五电阻R5与所述第二电压端连接。
进一步地，所述参考电压生成电路2还包括光耦合器U2，其中，所述光耦合器U2的发光二极管的正极与所述CP信号输入端连接，所述发光二极管的负极与第三电压输入端连接，所述光耦合器的光敏晶体管的射极与所述第二MOS管Q2的漏极连接，所述光敏晶体管的集电极与第四电压输入端连接。
进一步地，所述参考电压生成电路还包括第六电阻R6和第七电阻R7，其中，所述第二电压输入端通过所述第六电阻R6与所述光敏晶体管的射极连接，所述第二电压端通过所述第七电阻R7与地连接。
进一步，所述参考电压生成电路还包括第八电阻R8，其中，所述发光二极管的负极还通过所述第八电阻R8与所述第三电压输入端连接，所述第三电压输入端与所述CC信号输入端连接。
进一步地，所述参考电压生成电路还包括第九电阻R9，其中，所述光耦合器U2的光敏晶体管的射极还通过所述第九电阻R9与所述第二MOS管的漏极连接。
进一步地，所述参考电压生成电路还包括第一电容C1，所述光耦合器U2的光敏晶体管的集电极还通过所述第一电容C1与地连接。
其中，所述放大电路3包括：误差放大电路U3、第十输入电阻R10、第十一输入电阻R11、第十二电阻R12，第十三电阻R13，其中，所述采样电路的输出端通过所述第十电阻R10与所述误差放大电路的第一输入端连接，所述参考电压生成电路的输出端通过所述第十一电阻R11与所述误差放大电路U3的第二输入端连接，所述误差放大电路U3的输出端与所述模数转换器4的输入端连接，所述误差放大电路U3将所述采样电路1输出的信号与所述参考电压生成电路2输出的参考电压进行求差并放大，输出放大信号。
进一步地，如图3所示，所述误差放大电路U3包括第三MOS管Q3、第四MOS管Q4，第五MOS管Q5、第六MOS管Q6、第七MOS管Q7、第八MOS管Q8，其中，所述第三MOS管Q3的栅极与所述参考电压生成电路2的输出端连接，所述第三MOS管Q3的源极与所述第七MOS管Q7的栅极连接，所述第三MOS管Q3的漏极与所述第六MOS管Q6的源极连接，所述第六MOS管Q6的栅极与所述第五MOS管Q5的栅极连接，所述第五MOS管Q5的源极与所述负电源电压端-VSS连接，所述第五MOS管Q5的漏极、所述第六MOS管Q6的漏极与正电源电压端+VDD连接，所述第七MOS管Q7的漏极与所述第三MOS管Q3的源极连接，所述第七MOS管Q7的漏极与所述负电源电压端-VSS连接，所述第四MOS管Q4的栅极与所述CP采样电路的输出端连接，所述第四MOS管Q4的源极与所述第八MOS管Q8的漏极连接，所述第四MOS管Q4的漏极与所述第六MOS管Q6的源极连接，所述第八MOS管Q8的栅极与所述第三MOS管Q3的源极连接，所述第八MOS管Q8的源极与地连接，所述第四MOS管Q4的漏极还与所述模数转换器4的输入端连接。
进一步地，所述误差放大电路U3还包括第九MOS管Q9和第十MOS管Q10，其中，所述第九MOS管Q9的栅极与所述第五MOS管Q5的栅极连接，所述第九MOS管Q9的源极与所述第十MOS管Q10的漏极连接，所述第九MOS管Q9的漏极与所述正电源电压连接，所述第十MOS管Q10的源极与地连接，所述第十MOS管Q10的漏极还与所述模数转换器4的输入端连接。
进一步地，所述放大电路还包括第二电容C2，其中，所述第十MOS管Q10的栅极还通过所述第二电容C2与所述第十MOS管Q10的漏极连接。
举例说明，若CP信号的当前电压为6.2V时，第一MOS管Q1导通，选用高精度Q1，第一MOS管Q1的源漏极之间的电压差VDS为0.1V，若R1＝R10，则输出的采样电压为VQ1-2＝(6.2-0.1)/2＝3.05V，假定第三电源电压输入端的电压VDD_1＝12V，第二MOS管的源极与漏极之间的电压差为0.1V，R2＝3*R12，则参考电压VQ2-2＝(12-0.1)*0.25＝2.975，假定R15＝R14＝40*R7＝40*R8，则放大后的误差信号VU3-4＝40*(3.05-2.975)＝3V，将误差3V进行模数转换，获得数字信号。处理器根据获得的数字信号，按照前述计算放大后的误差信号的逆向方式根据参考电压值、对应的放大倍数可以计算获得当前电压6.2V，即输入信号的电压值。
具体地，处理器根据3V转换而成的数字信号可以确定放大后的误差信号为3V，并且知道放大倍数，因而可以知道未放大前的误差信号，又由于已知参考电压值2.975V，因而可以计算出采样后的电压信号，根据采样电路的放大倍数和源漏极之间的电压差可以计算获得6.2V。
本发明实施例的信号检测电路，包括采样电路、参考电压生成电路、放大电路、模数转换器和处理器，通过对CP信号进行采样，并生成参考电压，通过对采样信号和参考电压进行误差放大，并对放大后的信号进行模数转换，处理器根据所述数字信号和参考电压从而可以准确的知道CP信号的具体电压值，提高了通信稳定性。
以上所述实施方式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本发明范围的限制。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种信号检测电路，其特征在于，包括：采样电路、参考电压生成电路、放大电路、模数转换器和处理器，其中，
所述采样电路，用于对输入信号进行采样，获得采样后的信号；
所述参考电压生成电路，用于根据所述处理器中存储的参考电压输出参考电压；
所述放大电路，用于根据所述采样后的信号和所述参考电压生成误差信号，对所述误差信号进行放大，获得放大后的误差信号；
所述模数转换器，用于对所述放大后的误差信号进行模数转换，获得转换后的数字信号；
所述处理器，用于根据所述数字信号和存储的参考电压值获得所述输入信号的电压值。
2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述采样电路包括第一MOS管、第一电阻和第二电阻，其中，
所述第一MOS管的栅极通过所述第一电阻与第一电压输入端连接，所述第一MOS管的源极通过所述第二电阻与地连接，所述第一MOS管的源极还与所述放大电路的第一输入端连接，所述第一MOS管的漏极与所述输入信号的输入端连接，所述输入信号为控制导引信号。
3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述采样电路还包括第三电阻，其中，
所述第一MOS管的漏极还通过所述第三电阻与所述控制导引信号输入端连接。
4.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述第一电压输入端为所述控制导引信号输入端。
5.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述参考电压生成电路包括第二MOS管、第四电阻、第五电阻，其中，
所述第二MOS管的栅极通过所述第五电阻与第二电压输入端连接，所述第二MOS管的漏极与第二电压输入端连接，所述第二MOS管的源极通过所述第四电阻与地连接，所述第二MOS管的源极还与所述放大电路的第二输入端连接。
6.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述参考电压生成电路还包括光耦合器，其中，
所述光耦合器的发光二极管的正极与所述控制导引信号输入端连接，所述发光二极管的负极与第三电压输入端连接，所述光耦合器的光敏晶体管的射极与所述第二MOS管的漏极连接，所述光敏晶体管的集电极与第四电压输入端连接。
7.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于，所述参考电压生成电路还包括第六电阻和第七电阻，其中，
所述第二电压输入端通过所述第六电阻与所述光敏晶体管的射极连接，所述第二电压输入端通过所述第七电阻与地连接。
8.根据权利要求7所述的检测电路，其特征在于，所述参考电压生成电路还包括第八电阻，其中，
所述发光二极管的负极还通过所述第三电阻与所述第三电压输入端连接。
9.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于，所述第三电压输入端为控制确认信号输入端。
10.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述放大电路包括误差放大电路、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻，其中，
所述误差放大电路的第一输入端通过所述第十电阻与所述采样电路的输出端连接，所述误差放大电路的第二输入端通过所述第十一电阻与所述参考电压生成电路的输出端连接，所述误差放大电路的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述误差放大电路的第一输入端还通过所述第十二电阻与所述误差放大电路的输出端连接，所述误差放大电路的第二输入端还通过所述第十三电阻与地连接。
11.根据权利要求10所述的检测电路，其特征在于，所述误差放大电路包括：第三MOS管、第四MOS管，第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管，其中，
其中，所述第三MOS管的栅极与所述误差放大电路的第一输入端连接，所述第三MOS管的源极与所述第七MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的漏极与所述第六MOS管的源极连接，所述第六MOS管的栅极与所述第五MOS管的栅极连接，所述第五MOS管的源极与所述负电源电压端连接，所述第五MOS管的漏极、所述第六MOS管的漏极与正电源电压端连接，所述第七MOS管的漏极与所述第三MOS管的源极连接，所述第七MOS管的漏极与所述负电源电压端连接，所述第四MOS管的栅极与所述误差放大电路的第二输入端连接，所述第四MOS管的源极与所述第八MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的漏极与所述第六MOS管的源极连接，所述第八MOS管的栅极与所述第三MOS管的源极连接，所述第八MOS管的源极与地连接，所述第四MOS管的漏极还与所述模数转换器的输入端连接。
12.根据权利要求11所述的检测电路，其特征在于，所述误差放大电路还包括第九MOS管和第十MOS管，其中，
所述第九MOS管的栅极与所述第五MOS管的栅极连接，所述第九MOS管的源极与所述第十MOS管的漏极连接，所述第九MOS管的漏极与所述正电源电压连接，所述第十MOS管的源极与地连接，所述第十MOS管的漏极还与所述模数转换器的输入端连接。
13.根据权利要求12所述的检测电路，其特征在于，所述误差放大电路还包括第二电容，其中，
所述第十MOS管的栅极还通过所述第二电容与所述第十MOS管的漏极连接。
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