CN111669879B - 一种高效pwm调光信号检测电路及其实现方法 - Google Patents

一种高效pwm调光信号检测电路及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效PWM调光信号检测电路，包括电压比较电路，电压比较电路的输入端连接被检测PWM调光信号，电压比较电路的输出端与积分电路的输入端相连接；本发明还公开了一种高效PWM调光信号检测电路的实现方法。本发明有效的实现了将被检测PWM调光信号占空比信息转换为易于检测的等比例0‑5V直流模拟信号，有效简化了检测方法；本发明将PWM数字调光信号通过积分的有效均值方式转换为直流模拟信号，保证了被检信号的稳定性和精度；本发明实现了以模拟检测方式对数字的PWM调光信号的占空比信息检测，有效降低了微处理器对高频率PWM调光信号的检测处理负荷；本发明的电路即简单又保证工作的稳定。

Description

一种高效PWM调光信号检测电路及其实现方法
技术领域
本发明属于电子技术领域，具体涉及一种高效PWM调光信号检测电路及其实现方法。
背景技术
随着LED灯具的数字化、智能化调控技术不断发展，对调控的稳定性要求越来越高。
目前LED灯具大都采用PWM调光控制技术，但均采用单向调控方式，无法判断PWM调光信号是否正常或LED负载实际的电流输出，传统的方式采用脉宽捕获方式，但脉宽捕获对MCU的处理的实时性要求较高，随之占用微处理器的资源较多，导致处理其它事务能力下降，同时捕获处理稳定性和精度不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效PWM调光信号检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种高效PWM调光信号检测电路，具有有效降低了MCU处理被检测PWM调光信号所占用的资源，在保证检测精度的基础上又提升了检测效率应用的特点。
本发明另一目的在于提供一种高效PWM调光信号检测电路的实现方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效PWM调光信号检测电路，包括电压比较电路，电压比较电路的输入端连接被检测PWM调光信号，电压比较电路的输出端与积分电路的输入端相连接。
在本发明中进一步地，电压比较电路包括电压比较器U1和接口P1,电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚连接，且电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚之间连接有电阻R1，接口P1的1脚与接地端连接。
在本发明中进一步地，电压比较电路还包括电阻R5和电阻R6,电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1的3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与接地端连接。
在本发明中进一步地，电压比较电路还包括电阻R2,电阻R2的一端以及电压比较器U1的8脚与5V电源正极连接，电阻R2的另一端与电压比较器U1的7脚连接。
在本发明中进一步地，电压比较电路还包括与门逻辑芯片U3,与门逻辑芯片U3的1、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的5脚与5V电源正极连接，与门逻辑芯片的3脚与接地端连接，与门逻辑芯片的4脚与积分电路的输入端连接。
在本发明中进一步地，电压比较器U1的1脚和4脚与接地端连接。
在本发明中进一步地，积分电路包括一阶低通积分滤波电路，一阶低通积分滤波电路包括电阻R3和电容C1，电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚连接，电阻R3的另一端分别与电容C1的一端和电阻R4的一端相连接，电容C1的另一端与接地端连接。
在本发明中进一步地，积分电路还包括射随输出电路，射随输出电路包括运放器U2，运放器U2的2脚与电阻R4的另一端连接，运放器U2的3脚与1脚相连接，运放器U2的8脚与5V电源正极连接，运放器U2的4脚与接地端连接。
在本发明中进一步地，所述的高效PWM调光信号检测电路的实现方法，包括以下步骤：
(一)、电压比较器U1的正相输入端2脚与PWM调光信号的输入检测端连接，反相端电压比较阀值由电阻R5和电阻R6分压取得，电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1反相输入端3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与电源地相连接，实现根据输入的被检测PWM调光信号与电压比较器反相端阀值电压比较结果，通过7脚输出幅值为5V的PWM信号；
(二)、与门逻辑芯片U3的1脚、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的输出端4脚与积分电路的输入端连接，实现提供积分电路输入端所需带负载能力的PWM输入信号；
(三)、电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚输出端连接，电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，实现一阶低通积分滤波，将输入的PWM波转换为等比例0-5V的直流电压信号；
(四)、运放器U2的2脚与一阶低通滤波电路的输出连接，运放器U2的3脚与1脚连接，实现电压射随输出功能，提供直流电压信号给微处理器检测。
在本发明中进一步地，所述的高效PWM调光信号检测电路的实现方法，电压比较电路包括电压比较器U1和接口P1,电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚连接，且电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚之间连接有电阻R1，接口P1的1脚与接地端连接；
电压比较电路还包括电阻R5和电阻R6,电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1的3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与接地端连接；
电压比较电路还包括电阻R2,电阻R2的一端以及电压比较器U1的8脚与5V电源正极连接，电阻R2的另一端与电压比较器U1的7脚连接；
电压比较电路还包括与门逻辑芯片U3,与门逻辑芯片U3的1、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的5脚与5V电源正极连接，与门逻辑芯片的3脚与接地端连接，与门逻辑芯片的4脚与积分电路的输入端连接；
电压比较器U1的1脚和4脚与接地端连接；
积分电路包括一阶低通积分滤波电路，一阶低通积分滤波电路包括电阻R3和电容C1，电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚连接，电阻R3的另一端分别与电容C1的一端和电阻R4的一端相连接，电容C1的另一端与接地端连接；
积分电路还包括射随输出电路，射随输出电路包括运放器U2，运放器U2的2脚与电阻R4的另一端连接，运放器U2的3脚与1脚相连接，运放器U2的8脚与5V电源正极连接，运放器U2的4脚与接地端连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明有效的实现了将被检测PWM调光信号占空比信息转换为易于检测的等比例0-5V直流模拟信号，有效简化了检测方法；
2、本发明将PWM数字调光信号通过积分的有效均值方式转换为直流模拟信号，保证了被检信号的稳定性和精度；
3、本发明实现了以模拟检测方式对数字的PWM调光信号的占空比信息检测，有效降低了微处理器对高频率PWM调光信号的检测处理负荷；
4、本发明的电路即简单又保证工作的稳定。
附图说明
图1为本发明的电路示意图；
图2为本发明电压比较电路的电路示意图；
图3为本发明积分电路的电路示意图；
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例
请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种高效PWM调光信号检测电路，包括电压比较电路，电压比较电路的输入端接口P1连接被检测PWM调光信号，电压比较电路的输出端与积分电路的输入端相连接。
进一步地，电压比较电路包括电压比较器U1和接口P1,电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚连接，且电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚之间连接有电阻R1，接口P1的1脚与接地端连接。
进一步地，电压比较电路还包括电阻R5和电阻R6,电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1的3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与接地端连接。
进一步地，电压比较电路还包括电阻R2,电阻R2的一端以及电压比较器U1的8脚与5V电源正极连接，电阻R2的另一端与电压比较器U1的7脚连接。
进一步地，电压比较电路还包括与门逻辑芯片U3,与门逻辑芯片U3的1、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的5脚与5V电源正极连接，与门逻辑芯片的3脚与接地端连接，与门逻辑芯片的4脚与积分电路的输入端连接。
进一步地，电压比较器U1的1脚和4脚与接地端连接。
进一步地，积分电路包括一阶低通积分滤波电路，一阶低通积分滤波电路包括电阻R3和电容C1，电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚连接，电阻R3的另一端分别与电容C1的一端和电阻R4的一端相连接，电容C1的另一端与接地端连接。
进一步地，积分电路还包括射随输出电路，射随输出电路包括运放器U2，运放器U2的2脚与电阻R4的另一端连接，运放器U2的3脚与1脚相连接，运放器U2的8脚与5V电源正极连接，运放器U2的4脚与接地端连接。
进一步地，本发明所述的高效PWM调光信号检测电路的实现方法，包括以下步骤：
(一)、电压比较器U1的正相输入端2脚与PWM调光信号的输入检测端连接，反相端电压比较阀值由电阻R5和电阻R6分压取得，电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1反相输入端3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与电源地相连接，实现根据输入的被检测PWM调光信号与电压比较器反相端阀值电压比较结果，通过7脚输出幅值为5V的PWM信号；
(二)、与门逻辑芯片U3的1脚、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的输出端4脚与积分电路的输入端连接，实现提供积分电路输入端所需带负载能力的PWM输入信号；
(三)、电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚输出端连接，电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，实现一阶低通积分滤波，将输入的PWM波转换为等比例0-5V的直流电压信号；
(四)、运放器U2的2脚与一阶低通滤波电路的输出连接，运放器U2的3脚与1脚连接，实现电压射随输出功能，提供直流电压信号给微处理器检测。
综上所述，本发明有效的实现了将被检测PWM调光信号占空比信息转换为易于检测的等比例0-5V直流模拟信号，有效简化了检测方法；本发明将PWM数字调光信号通过积分的有效均值方式转换为直流模拟信号，保证了被检信号的稳定性和精度；本发明实现了以模拟检测方式对数字的PWM调光信号的占空比信息检测，有效降低了微处理器对高频PWM调光信号的检测处理的负荷；本发明的电路即简单又保证工作的稳定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高效PWM调光信号检测电路，其特征在于：包括电压比较电路，电压比较电路的输入端连接被检测PWM调光信号，电压比较电路的输出端与积分电路的输入端相连接；
电压比较电路包括电压比较器U1和接口P1,电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚连接，且电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚之间连接有电阻R1，接口P1的1脚与接地端连接；
电压比较电路还包括电阻R5和电阻R6,电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1的3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与接地端连接；
电压比较电路还包括与门逻辑芯片U3,与门逻辑芯片U3的1、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的5脚与5V电源正极连接，与门逻辑芯片的3脚与接地端连接，与门逻辑芯片的4脚与积分电路的输入端连接；
积分电路包括一阶低通积分滤波电路，一阶低通积分滤波电路包括电阻R3和电容C1，电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚连接，电阻R3的另一端分别与电容C1的一端和电阻R4的一端相连接，电容C1的另一端与接地端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效PWM调光信号检测电路，其特征在于：电压比较电路还包括电阻R2,电阻R2的一端以及电压比较器U1的8脚与5V电源正极连接，电阻R2的另一端与电压比较器U1的7脚连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效PWM调光信号检测电路，其特征在于：电压比较器U1的1脚和4脚与接地端连接。
4.根据权利要求1所述的一种高效PWM调光信号检测电路，其特征在于：积分电路还包括射随输出电路，射随输出电路包括运放器U2，运放器U2的2脚与电阻R4的另一端连接，运放器U2的3脚与1脚相连接，运放器U2的8脚与5V电源正极连接，运放器U2的4脚与接地端连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高效PWM调光信号检测电路的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
（一）、电压比较器U1的正相输入端2脚与PWM调光信号的输入检测端连接，反相端电压比较阀值由电阻R5和电阻R6分压取得，电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1反相输入端3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与电源地相连接，实现根据输入的被检测PWM调光信号与电压比较器反相端阀值电压比较结果，通过7脚输出幅值为5V的PWM信号；
（二）、与门逻辑芯片U3的1脚、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的输出端4脚与积分电路的输入端连接，实现提供积分电路输入端所需带负载能力的PWM输入信号；
（三）、电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚输出端连接，电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，实现一阶低通积分滤波，将输入的PWM波转换为等比例0-5V的直流电压信号；
（四）、运放器U2的2脚与一阶低通滤波电路的输出连接，运放器U2的3脚与1脚连接，实现电压射随输出功能，提供直流电压信号给微处理器检测。
6.根据权利要求5所述的高效PWM调光信号检测电路的实现方法，其特征在于：电压比较电路包括电压比较器U1和接口P1,电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚连接，且电压比较器U1的2脚与接口P1的2脚之间连接有电阻R1，接口P1的1脚与接地端连接；
电压比较电路还包括电阻R5和电阻R6,电阻R5的一端与5V电源正极连接，电阻R5的另一端分别与电压比较器U1的3脚和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与接地端连接；
电压比较电路还包括电阻R2,电阻R2的一端以及电压比较器U1的8脚与5V电源正极连接，电阻R2的另一端与电压比较器U1的7脚连接；
电压比较电路还包括与门逻辑芯片U3,与门逻辑芯片U3的1、2脚与电压比较器U1的7脚连接，与门逻辑芯片U3的5脚与5V电源正极连接，与门逻辑芯片的3脚与接地端连接，与门逻辑芯片的4脚与积分电路的输入端连接；
电压比较器U1的1脚和4脚与接地端连接；
积分电路包括一阶低通积分滤波电路，一阶低通积分滤波电路包括电阻R3和电容C1，电阻R3的一端与与门逻辑芯片U3的4脚连接，电阻R3的另一端分别与电容C1的一端和电阻R4的一端相连接，电容C1的另一端与接地端连接；
积分电路还包括射随输出电路，射随输出电路包括运放器U2，运放器U2的2脚与电阻R4的另一端连接，运放器U2的3脚与1脚相连接，运放器U2的8脚与5V电源正极连接，运放器U2的4脚与接地端连接。
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