CN111175591B - 一种信号检测电路 - Google Patents

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Abstract

一种信号检测电路，包括：电压转换电路，其用于接收待检测信号并对待检测信号进行电压转换；模数转换电路，其与电压转换电路连接，当待检测信号为模拟信号时，模数转换电路用于根据电压转换电路传输来的模拟信号得到对应的数字信号，当待检测信号为数字信号时，模数转换电路用于直接将电压转换电路传输来的信号中转输出；信号重构电路，其与模数转换电路连接，用于根据模数转换电路所传输来的数字信号以及电压转换电路的电路参数重构待检测信号。本电路能够利用模数转换电路来实现对模拟输入信号以及数字输入信号的检测，这样也就可以使得同一形式的电路能够实现对模拟信号和数字信号的兼容检测。

Description

一种信号检测电路
技术领域
本发明涉及电路电子技术领域，具体地说，涉及一种信号检测电路。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，在控制过程中所需要的模拟信号、数字信号输入也越来越多。一般的情况下，设计者会针对模拟信号和数字信号分别设计不同的电路来进行检测，然而不同的数字信号可能针对高电平有效，还可能低电平有效，这样也就需要分别设计电路。因此，针对模拟信号、数字信号的检测，至少要设计3种电路才能检测。
此外，由于一种电路板要用在多款汽车上，每款汽车的模拟信号、数字信号的数量不一样，这样也会导致电路板上的模拟信号、数字信号的检测电路需求不一样，很难统一需求，也会造成电路的过多或过少设计。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种信号检测电路，所述信号检测电路包括：
电压转换电路，其用于接收待检测信号并对所述待检测信号进行电压转换；
模数转换电路，其与所述电压转换电路连接，当所述待检测信号为模拟信号时，所述模数转换电路用于根据所述电压转换电路传输来的模拟信号得到对应的数字信号，当所述待检测信号为数字信号时，所述模数转换电路用于直接将所述电压转换电路传输来的信号中转输出；
信号重构电路，其与所述模数转换电路连接，用于根据所述模数转换电路所传输来的数字信号以及所述电压转换电路的电路参数重构所述待检测信号。
根据本发明的一个实施例，所述电压转换电路包括：
第一电阻，其第一端用于接收所述待检测信号；
第二电阻，其第一端与预设电源正极连接，第二端与所述第一电阻的第二端连接；
第三电阻，其第一端与基准地连接，第二端与所述第一电阻的第二端连接并形成所述电压转换电路的输出端。
根据本发明的一个实施例，所述信号重构电路配置为根据如下表达式重构所述待检测信号：
Figure BDA0001864006000000021
其中，VS表示待检测信号，R1、R2和R3分别表示第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值，DG表示指定模拟信号VG经过模数转换后的数字信号，DAD表示模数转换电路输出的的数字信号，VCC1表示预设电源正极的电压。
根据本发明的一个实施例，所述信号重构电路存储有低电平阈值和高电平阈值，其中，当所述信号检测电路用于检测数字信号时，
如果所述信号检测电路没有接收到数字信号，所述模数转换电路输出的数字信号的电平则大于所述低电平阈值且小于高电平阈值。
根据本发明的一个实施例，如果所述信号检测电路的需求为低电平有效电路，所述信号重构电路则配置为判断所述模数转换电路输出的数字信号的电平是否小于所述低电平阈值，其中，如果小于，则执行相应的动作。
根据本发明的一个实施例，如果所述信号检测电路的需求为高电平有效电路，所述信号重构电路则配置为判断所述模数转换电路输出的数字信号的电平是否大于所述高电平阈值，其中，如果大于，则执行相应的动作。
根据本发明的一个实施例，所述信号检测电路还包括：
滤波电路，其连接在所述电压转换电路与模数转换电路之间，用于对所述电压转换电路输出的信号进行滤波并传输至所述模数转换电路。
根据本发明的一个实施例，所述滤波电路包括：
滤波电阻，其第一端与所述电压转换电路的输出端连接；
滤波电容，其第一端与所述滤波电阻的第二端连接并形成所述滤波电路的输出端，第二端与基准地连接。
根据本发明的一个实施例，所述信号检测电路还包括：
钳位电路，其连接在所述滤波电路与模数转换电路之间。
根据本发明的一个实施例，所述模数转换电路与信号重构电路集成在同一芯片中。
本发明所提供的信号检测电路能够利用模数转换电路来实现对模拟输入信号以及数字输入信号的检测，这样也就可以使得同一形式的电路能够实现对模拟信号和数字信号的兼容检测。同时，该信号检测电路还能够解决数字输入信号高电平、低电平有效可配置的问题，这样模拟信号检测电路、高电平有效数字信号检测电路以及低电平有效数字信号检测电路也就可以采用同一电路行驶来实现，这简化了电路设计过程，同时也提高了信号兼容性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是根据本发明一个实施例的信号检测电路的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的信号检测电路的具体电路示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
针对现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种新的信号检测电路，该信号检测电路可以解决模拟信号与数字信号兼容检测的问题。图1示出了本实施例所提供的信号检测电路的结构示意图。
如图1所示，本实施例所提供的信号检测电路优选地包括：电压转换电路101、滤波电路102、钳位电路103、模数转换电路104以及信号重构电路105。其中，电压转化电路101用于接收待检测信号，并对待检测信号进行电压转换。
具体地，如图2所示，本实施例中，电压转换电路101优选地包括：第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。其中，第一电阻R1的第一端用于接收待检测信号，第二电阻R2的第一端与预设电源正极VCC1连接，第二端与第一电阻R1的第二端连接。第三电阻R3的第一端与基准地GND连接，第二端与第一电阻R1的第二端连接。第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的第二端共连形成电压转换电路101的输出端。
对于图2所示的电压转换电路101来说，当某一时刻其接收到信号的电平为VS时，那么此时将存在：
Figure BDA0001864006000000041
其中，R1、R2和R3分别表示第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值，VCC1表示预设电源正极的电压，VAD表示电压转换电路101的输出信号的电平。
本实施例中，无论待检测信号为模拟信号还是数字信号，电压转换电路101均能够基于表达式(1)来对待检测信号的电平进行转换。
当然，在本发明的其他实施例中，电压转换电路101还可以采用其他合理的电路形式来实现，本发明不限于此。
如图1所示，本实施例中，滤波电路102与电压转换电路101连接，其能够对电压转换电路101输出的信号进行滤波。具体地，如图2所示，本实施例中，滤波电路102优选地包括滤波电阻R4和滤波电容C1。其中，滤波电阻R4的第一端与电压转换电路101的输出端连接，滤波电容C1的第一端与滤波电阻R4的第二端连接并形成滤波电路102的输出端，滤波电容C1的第二端与基准地GND连接。这样滤波电路102也就可以滤除待检测信号中所含有的高频杂波。
此外，本实施例中，钳位电路103连接在滤波电路102与模数转换电路104之间。其中，钳位电路103优选地包括第一钳位二极管D1和第二钳位二极管D2。其中，第一钳位二极管D1的正极与滤波电路102的输出端连接，负极与第二预设电源的正极VCC2。第二钳位二极管D2的正极与基准地GND连接，负极与正极与滤波电路102的输出端连接并形成钳位电路103的输出端。
如果滤波电路102的输出信号的电平大于第二预设电源的正极的电平VCC2，那么此时第一钳位二极管D1将会正向导通、第二钳位二极管D2将会反向反向截止，从而将滤波电路102的输出信号的电平拉低至VCC2。而如果滤波电路102的输出信号的电平小于基准地GND所对应的电平，那么此时第二钳位二极管D2将会正向导通、第一钳位二极管D1将会反向截止，从而将滤波电路102的输出信号的电平抬升至GND。
需要指出的是，在本发明的其他实施例中，钳位电路103还可以采用其他合理的电路形式或是器件来实现，本发明不限于此。例如。在本发明的一个实施例中，上述第一钳位二极管D1和第二钳位二极管D2还可以替换为稳压管。
需要指出的是，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，滤波电路102和/或钳位电路103可以进行选配，本发明同样不限于此。
如图1所示，本实施例中，模数转换电路104与钳位电路103连接。其中，如果待检测信号为模拟信号，那么钳位电路103所传输来的信号则同样为模拟信号，模数转换电路104则会将钳位电路103所传输来的模拟信号转换为相应的数字信号。而如果待检测信号为数字信号，那么钳位电路103所传输来的信号则同样为数字信号，此时模数转换电路104则不需要对钳位电路103所传输来的数字信号进行额外转换，而是可以直接将钳位电路103所传输来的信号中转输出。
信号重构电路105与模数转换电路104连接，其能够根据模数转换电路104所传输来的数字信号以及电压转换电路101的电路参数重构待检测信号。
具体地，当待检测信号为模拟信号时，信号重构电路105基于模数转换电路104的模数转换参数(即指定模拟信号VG经过模数转换后得到数字信号DG)便可以根据模数转换电路104所传输来的数字信号确定出模数转换电路104所接收到的模拟信号的电平，这样表达式(1)也就可以转换为：
Figure BDA0001864006000000051
由此，根据模数转换电路104所输出的数字信号DAD，信号重构电路105也就可以得到此时电压转换电路101所接收到的模拟信号(即待检测信号)。
同样地，利用上述原理，根据模数转换电路104所输出的数字信号DAD，信号重构电路105也就可以得到此时电压转换电路101所接收到的数字信号(即待检测信号)。
本实施例中，信号重构电路105存储有低电平阈值DL和高电平阈值DH。其中，低电平阈值DL和高电平阈值DH可以根据实际需要利用软件进行配置。而根据实际需要，信号重构电路105还可以配置为高电平有效或是低电平有效。
例如，如果所述信号检测电路没有接收到数字信号，通过合理配置电压转换电路101的电路参数(例如第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的至)，可以使得此时模数转换电路104输出的数字信号的电平则大于低电平阈值DL且小于高电平阈值DH，此时信号重构电路105会将待检测信号判定为无效，进而不执行相应的动作。
而如果信号检测电路的需求为低电平有效电路，那么信号重构电路105则会配置为判断模数转换电路104输出的数字信号的电平是否小于低电平阈值DL。其中，当模数转换电路104输出的数字信号的电平小于低电平阈值DL，则信号重构电路105则控制执行相应的动作。
而如果信号检测电路的需求为高电平有效电路，信号重构电路105则会配置为判断所述模数转换电路输出的数字信号的电平是否大于高电平阈值DH。其中，当模数转换电路104输出的数字信号的电平大于高电平阈值DH，则则信号重构电路105则控制执行相应的动作。
本实施例中，模数转换电路104与信号重构电路105优选地集成在同一芯片中，例如集成有模数转换功能的MCU芯片。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，模数转换电路104与信号重构电路105还可以分立设置，本发明不限于此。例如，在本发明的一个实施例中，模数转换电路104可以采用ADC芯片及其相关外围电路来实现，而信号重构电路105则可以采用MCU芯片来实现。
从上述描述中可以看出，本发明所提供的信号检测电路能够利用模数转换电路来实现对模拟输入信号以及数字输入信号的检测，这样也就可以使得同一形式的电路能够实现对模拟信号和数字信号的兼容检测。同时，该信号检测电路还能够解决数字输入信号高电平、低电平有效可配置的问题，这样模拟信号检测电路、高电平有效数字信号检测电路以及低电平有效数字信号检测电路也就可以采用同一电路行驶来实现，这简化了电路设计过程，同时也提高了信号兼容性。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (8)

1.一种信号检测电路，其特征在于，所述信号检测电路包括：
电压转换电路，其用于接收待检测信号并对所述待检测信号进行电压转换；
模数转换电路，其与所述电压转换电路连接，当所述待检测信号为模拟信号时，所述模数转换电路用于根据所述电压转换电路传输来的模拟信号得到对应的数字信号，当所述待检测信号为数字信号时，所述模数转换电路用于直接将所述电压转换电路传输来的信号中转输出；
信号重构电路，其与所述模数转换电路连接，用于根据所述模数转换电路所传输来的数字信号以及所述电压转换电路的电路参数重构所述待检测信号；
所述电压转换电路包括：
第一电阻，其第一端用于接收所述待检测信号；
第二电阻，其第一端与预设电源正极连接，第二端与所述第一电阻的第二端连接；
第三电阻，其第一端与基准地连接，第二端与所述第一电阻的第二端连接并形成所述电压转换电路的输出端；
所述信号重构电路配置为根据如下表达式重构所述待检测信号：
Figure FDA0003476368520000011
其中，VS表示待检测信号，R1、R2和R3分别表示第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值，DG表示指定模拟信号VG经过模数转换后的数字信号，DAD表示模数转换电路输出的数字信号，VCC1表示预设电源正极的电压。
2.如权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述信号重构电路存储有低电平阈值和高电平阈值，其中，当所述信号检测电路用于检测数字信号时，
如果所述信号检测电路没有接收到数字信号，所述模数转换电路输出的数字信号的电平则大于所述低电平阈值且小于高电平阈值。
3.如权利要求2所述的信号检测电路，其特征在于，如果所述信号检测电路的需求为低电平有效电路，所述信号重构电路则配置为判断所述模数转换电路输出的数字信号的电平是否小于所述低电平阈值，其中，如果小于，则执行相应的动作。
4.如权利要求2所述的信号检测电路，其特征在于，如果所述信号检测电路的需求为高电平有效电路，所述信号重构电路则配置为判断所述模数转换电路输出的数字信号的电平是否大于所述高电平阈值，其中，如果大于，则执行相应的动作。
5.如权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述信号检测电路还包括：
滤波电路，其连接在所述电压转换电路与模数转换电路之间，用于对所述电压转换电路输出的信号进行滤波并传输至所述模数转换电路。
6.如权利要求5所述的信号检测电路，其特征在于，所述滤波电路包括：
滤波电阻，其第一端与所述电压转换电路的输出端连接；
滤波电容，其第一端与所述滤波电阻的第二端连接并形成所述滤波电路的输出端，第二端与基准地连接。
7.如权利要求5所述的信号检测电路，其特征在于，所述信号检测电路还包括：
钳位电路，其连接在所述滤波电路与模数转换电路之间。
8.如权利要求1～7中任一项所述的信号检测电路，其特征在于，所述模数转换电路与信号重构电路集成在同一芯片中。
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