CN113777390B - 一种采样电路系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种采样电路系统，第一采样电路用于将电压信号放大为第一信号；第二采样电路用将电压信号缩小为第二信号；第三采样电路用于将电压信号缩小为第三信号；模拟开关电路输入端与各采样电路的输出端连接；控制电路输入端连接第一参考电压和第二参考电压，输出端与模拟开关电路的控制端连接；控制电路判断第三信号幅值大于等于第一参考电压幅值时，控制模拟开关电路输出第二信号；判断第三信号幅值小于等于第二参考电压幅值时，控制模拟开关电路输出第一信号；判断第三信号幅值大于第二参考电压且小于第一参考电压幅值时，控制模拟开关电路输出第三信号。本申请解决了现有技术中采样电路量程单一的缺陷，提高了工作效率。
Description
技术领域
本公开一般涉及采样电路技术领域，具体涉及一种采样电路系统。
背景技术
在电器智能化领域，经常需要采集一些信号，但对于一些特殊的电压信号(例如继电器的触头电压)，其通常存在有多个量程范围的幅值：
触头闭合时，由于存在接触电阻，此时触头电压存在有毫伏级别的电压信号，在采样过程中需要对该电压信号进行放大；触头断开时，触头电压可达到上百伏特电压，采样过程中需要对该电压信号进行缩小；然而电压采集电路往往只具备单一量程，因此在对继电器的触头电压进行采样时，需要工作人员根据触头的状态，人工选择不同量程的采样电路进行测量，增加了工作人员的工作负担，检测效率较低。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可解决上述技术问题的一种采样电路系统。
本申请提供一种采样电路系统，包括：
第一采样电路，用于采集电压信号，将所述电压信号放大为第一信号；
第二采样电路，用于采集所述电压信号，将所述电压信号缩小为第二信号；
第三采样电路，用于采集所述电压信号，将所述电压信号缩小为第三信号；所述第三信号大于所述第二信号且小于所述第一信号；
模拟开关电路，具有输入端、输出端及控制端；所述模拟开关电路的输入端与所述第一采样电路、第二采样电路、第三采样电路的输出端连接；
控制电路，输入端连接所述第三采样电路的输出端、第一参考电压以及第二参考电压，输出端与所述模拟开关电路的控制端连接；所述第一参考电压幅值大于所述第二参考电压幅值；
所述控制电路配置用于：
判断所述第三信号的幅值大于等于所述第一参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路输出所述第二信号；
判断所述第三信号的幅值小于等于所述第二参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路输出所述第一信号；
判断所述第三信号的幅值大于所述第二参考电压且小于所述第一参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路输出所述第三信号。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述采样电路系统还包括转换电路；
所述转换电路的输入端用于连接待采样电压或待采样电流，输出端与所述第一采样电路、第二采样电路、第三采样电路输入端连接；
所述转换电路用于将所述待采样电压或待采样电流转化为所述电压信号。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述采样电路系统还包括制器；所述控制器输入端与所述模拟开关电路输出端以及所述控制电路输出端连接；所述控制器配置用于：
判断所述模拟开关电路输出的信号为第一信号时，将所述第一信号缩小第一设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路输出的信号为第二信号时，将所述第二信号放大第二设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路输出的信号为第三信号时，将所述第三信号放大第三设定倍数得到真实值。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述模拟开关电路与所述控制器之间设有滤波电路；所述滤波电路输入端与所述模拟开关电路输出端连接，所述滤波电路输出端与所述控制器的输入端连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述滤波电路与所述控制器间设有加法器电路；所述加法器电路输入端与所述滤波电路输出端连接，所述加法器电路输出端与所述控制器的输入端连接；
所述加法器电路与所述控制器之间设有隔离电路；所述隔离电路输入端与所述加法器电路的输出端连接，所述隔离电路输出端与所述控制器的输入端连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述转换电路包括第一继电器K1，第二继电器K2，峰值保持电路，以及MCU模块；
所述第一继电器K1的一端连接所述待采样电压或待采样电流；所述第一继电器K1的另一端连接第二十七电阻R27，所述第二十七电阻R27另一端接地；所述第一继电器K1的控制端与所述MCU模块的输出端连接；
所述第二继电器K2的一端连接所述待采样电压或待采样电流；所述第二继电器K2的另一端串联有第二十八电阻R28以及第二十九电阻R29，所述第二十九电阻R29另一端接地；所述第二继电器K2的控制端与所述MCU模块的输出端连接；
所述峰值保持电路的输入端接入至所述第二十八电阻R28与所述第二十九电阻R29之间；所述峰值保持电路的输出端与所述MCU模块的输入端连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一采样电路包括：第一运算放大器U1以及第一稳压二极管D1；
所述第一运算放大器U1的正向输入端依次串联有第三电阻R3、第二电阻R2、第一电阻R1；所述第一电阻R1的另一端连接所述电压信号；所述第一运算放大器U1的正向输入端还连接有第一电容C1，所述第一电容C1另一端接地；所述第一电容C1两端并联有第五电阻R5；
所述第一运算放大器U1的反向输入端连接有第四电阻R4，所述第四电阻的另一端接地；所述第一运算放大器U1的反向输入端还连接有第二电容C2，所述第二电容C2的另一端与所述第一运算放大器U1的输出端连接；所述第二电容C2的两端并联有第六电阻R6；
所述第一稳压二极管D1的负极连接于所述第二电阻R2与第三电阻R3之间，所述第一稳压二极管D1的正极接地；所述第一运算放大器U1的输出端并联连接有第七电阻R7，所述第七电阻R7另一端接地。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二采样电路包括第二运算放大器U2；
所述第二运算放大器U2的正向输入端依次串联有第十电阻R10、第九电阻R9以及第八电阻R8；所述第八电阻R8的另一端连接所述电压信号；所述第二运算放大器U2的正向输入端还连接有第十一电阻R11，所述第十一电阻R11另一端接地；所述第二运算放大器U2的反向输入端与输出端连接。
所述第三采样电路包括第十五运算放大器U15，所述第十五运算放大器U15的正向输入端连接于所述第九电阻R9与所述第十电阻R10之间；所述第十五运算放大器U15的反向输入端与所述第十五运算放大器U15的输出端连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一参考电压包括第一正参考电压+Vref1以及第一负参考电压-Vref1；所述第二参考电压包括第二正参考电压+Vref2以及第二负参考电压-Vref2；所述控制电路包括：第一比较单元、第二比较单元以及第三比较单元；
所述第一比较单元包括第四比较器U4、第五比较器U5以及或门U6；
所述第四比较器U4的正向输入端连接所述第一负参考电压-Vref1，反向输入端连接所述第三信号，输出端输出CH1信号；
所述第五比较器U5的正向输入端连接所述第三信号，反向输入端连接所述第一正参考电压+Vref1，输出端输出CH2信号；
所述或门U6的两个输入端分别连接所述CH1信号和CH2信号，输出端输出CH信号；
所述第二比较单元包括第十六比较器U16、第十七比较器U17以及与门U18；
所述第十六比较器U16的正向输入端连接所述第三信号，反向输入端连接所述第二负参考电压-Vref2，输出端输出CL1信号；
所述第十七比较器U17的正向输入端连接所述第二正参考电压+Vref2；反向输入端连接所述第三信号，输出端输出CL2信号；
所述与门U18的两个输入端分别连接所述CL1信号和CL2信号，输出端输出CL信号；
所述第三比较单元包括或非门U19，所述或非门U19的两个输入端分别连接所述CH信号和CL信号，输出端输出CZ信号。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述模拟开关电路包括：控制器U3；
所述控制器U3的第一输入端连接所述第一信号；第二输入端连接所述第二信号；第三输入端连接所述第三信号；
所述控制器U3的第一控制端连接所述CH信号，第二控制端连接所述CL信号，第三控制端连接所述CZ信号；
所述控制器U3配置用于：
判断所述CH信号为高电平时，输出所述第二信号；
判断所述CL信号为高电平时，输出所述第一信号；
判断所述CZ信号为高电平时，输出所述第三信号。
本申请的有益效果在于：本申请提供的采样电路系统可针对不同采样点的电压值自动选择恰当的采样量程，即通过设置三路采样(第一采样电路、第二采样电路、第三采样电路)，并将其与模拟开关电连接，控制电路可根据第三信号的幅值与第一参考电压、第二参考电压进行比较，控制模拟开关电路切换采样通道，使得小信号可进行放大，大信号可进行不同比例的缩小，解决了现有技术中采样电路量程单一的缺陷，提高了工作效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请提供的一种采样电路系统原理图；
图2为图1所示转换电路6的原理图；
图3为图1所示第一采样电路1的原理图；
图4为图1所示第二采样电路2及第三采样电路3的原理图；
图5为图1所示模拟开关电路4的原理图；
图6为图1所示控制电路5的原理图；
图7为图1所示滤波电路7的原理图；
图8为图1所示加法器电路8的原理图；
图9为图1所示隔离电路9的原理图。
图中标号：
1、第一采样电路；2、第二采样电路；3、第三采样电路；4、模拟开关电路；5、控制电路；6、转换电路；7、滤波电路；8、加法器电路；9、隔离电路；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1-图8为本申请提供的一种采样电路系统，一种采样电路系统，其特征在于，包括：
第一采样电路1，用于采集电压信号，将所述电压信号放大为第一信号；
第二采样电路2，用于采集所述电压信号，将所述电压信号缩小为第二信号；
第三采样电路3，用于采集所述电压信号，将所述电压信号缩小为第三信号；所述第三信号大于所述第二信号且小于所述第一信号；
模拟开关电路4，具有输入端、输出端及控制端；所述模拟开关电路4的输入端与所述第一采样电路1、第二采样电路2、第三采样电路3的输出端连接；
控制电路5，输入端连接所述第三采样电路3的输出端、第一参考电压以及第二参考电压，输出端与所述模拟开关电路4的控制端连接；所述第一参考电压幅值大于所述第二参考电压幅值；
所述控制电路5配置用于：
判断所述第三信号的幅值大于等于所述第一参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路4输出所述第二信号；
判断所述第三信号的幅值小于等于所述第二参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路4输出所述第一信号；
判断所述第三信号的幅值大于所述第二参考电压且小于所述第一参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路4输出所述第三信号。
第三信号大于所述第二信号且小于第一信号，将第三信号用于与第一参考电压、第二参考电压进行判断控制，使得可避免其幅值过大而造成控制电路4的损坏，也避免其幅值过小而受干扰影响导致判断结果不准确。
具体的，所述第一采样电路1将所述电压信号放大至原来的k1倍得到所述第一信号；所述第二采样电路2将所述电压信号缩小至原来的k2倍得到所述第二信号；所述第三采样电路3将所述电压信号缩小至原来的k3倍得到所述第三信号；k1＞1＞k3＞k2＞0；
为了便于说明本申请工作原理，设定k1＝100，k1＝0.1，k3＝0.5；同时以某继电器触头闭合状态作为第一采样点，以某继电器触头断开作为第二采样点；以第一参考电压为5V，第二参考电压为1V，以第一采样点的电压信号为1mV，第二采样点的电压信号为10V为例：
1、将第一采样电路1、第二采样电路2以及第三采样电路3的输入端接入至第一采样点；第一采样电路1获取第一采样点为1mV的电压信号，将其放大为0.1V的第一信号；第二采样电路2同样获取该点的1mV电压信号，将其缩小为0.1mV的第二信号；第三采样电路3同样获取该点的1mV电压信号，将其缩小为0.5mV的第三信号。
由于第三信号的幅值(0.5mV)小于第二参考电压幅值(1V)，因此所述控制电路5控制所述模拟开关电路4输出所述第一信号(0.1V)。
2、将第一采样电路1、第二采样电路2以及第三采样电路3的输入端接入至第二采样点；第一采样电路1获取第一采样点为10V的电压信号，将其放大为1000V的第一信号；第二采样电路2获取该点的10V电压信号，将其缩小为1V的第二信号；第三采样电路3获取该点的10V电压信号，将其缩小为5V的第三信号。
由于第三信号的幅值(5V)等于第一参考电压幅值(5V)，因此所述控制电路5控制所述模拟开关电路4输出所述第二信号(1V)。
由上述对第一采样点、第二采样点的采样结果可知，本申请提供的采样电路系统可针对不同采样点的电压自动选择恰当的采样量程，即通过设置三路采样(第一采样电路1、第二采样电路2、第三采样电路3)，并将其与模拟开关电路3连接，控制电路4将第三信号的幅值与第一参考电压、第二参考电压进行比较，控制模拟开关电路3切换采样通道，使得小信号进行放大，大信号进行不同比例的缩小，解决了现有技术中采样电路量程单一的缺陷，提高了工作效率。
其中，优选的，所述采样电路系统还包括转换电路6；
所述转换电路6的输入端用于连接待采样电压或待采样电流，输出端与所述第一采样电路1、第二采样电路2、第三采样电路3输入端连接；
所述转换电路6用于将所述待采样电压或待采样电流转化为所述电压信号。
通过设置所述转换电路5，使得所述采样电路系统可兼容采集采样电压和采样电流功能。
其中，优选的，所述转换电路6包括第一继电器K1，第二继电器K2，峰值保持电路，以及MCU模块；
所述第一继电器K1的一端连接所述待采样电压或待采样电流；所述第一继电器K1的另一端连接第二十七电阻R27，所述第二十七电阻R27另一端接地；所述第一继电器K1的控制端与所述MCU模块的输出端连接；
所述第二继电器K2的一端连接所述待采样电压或待采样电流；所述第二继电器K2的另一端串联有第二十八电阻R28以及第二十九电阻R29，所述第二十九电阻R29另一端接地；所述第二继电器K2的控制端与所述MCU模块的输出端连接；
所述峰值保持电路的输入端接入至所述第二十八电阻R28与所述第二十九电阻R29之间；所述峰值保持电路的输出端与所述MCU模块的输入端连接。
工作原理：使用时，将第一继电器K1与第二继电器K2同时连接采样点。
断开K1且闭合K2，MCU输入端获取到第一采样值u1；
闭合K1且闭合K2，MCU输入端获取到第二采样值u2；
将所述u1与u2进行比较，当u1-u2的绝对值大于设定阈值ui时，则判断该采样点为所述待采样电流；当u1-u2的绝对值小于设定阈值ui时，则判断该采样点为所述待采样电压；
当判断所述采样点为待采样电流时，通过闭合K1，断开K2即可将待采样电流转化为电压信号并由MCU模块输出；当判断所述采样点为待采样电压时，通过断开K1，断开K2即可输出电压信号。
进一步的，所述峰值保持电路包括第十三运算放大器U13以及第十四运算放大器U14；
所述第十三运算放大器U13的正向输入端与接入至所述第二十八电阻R28与所述第二十九电阻R29之间；
所述第十三运算放大器U13的反向输入端连接有第三十电阻R30；所述第三十电阻R30的另一端与所述MCU模块的输入端连接；
所述第十三运算放大器U13的反向输入端还连接有第四二极管D4的正极，所述第四二极管D4的负极连接于所述第十三运算放大器U13的输出端；
所述第十三运算放大器U13的输出端连接有第五二极管D5的正极，所述第五二极管D5的负极与所述第十四运算放大器U14的正向输入端连接；
所述第十四运算放大器U14的正向输入端还连接有第八电容C8，所述第八电容C8的另一端接地；
所述第十四运算放大器U14的反向输入端与所述第十四运算放大器U14的输出端连接；所述第十四运算放大器U14的输出端与所述MCU模块的输出端连接。
其中，优选的，所述第一采样电路1包括：第一运算放大器U1以及第一稳压二极管D1；
所述第一运算放大器U1的正向输入端依次串联有第三电阻R3、第二电阻R2、第一电阻R1；所述第一电阻R1的另一端连接所述电压信号；所述第一运算放大器U1的正向输入端还连接有第一电容C1，所述第一电容C1另一端接地；所述第一电容C1两端并联有第五电阻R5；
所述第一运算放大器U1的反向输入端连接有第四电阻R4，所述第四电阻的另一端接地；所述第一运算放大器U1的反向输入端还连接有第二电容C2，所述第二电容C2的另一端与所述第一运算放大器U1的输出端连接；所述第二电容C2的两端并联有第六电阻R6；
所述第一稳压二极管D1的负极连接于所述第二电阻R2与第三电阻R3之间，所述第一稳压二极管D1的正极接地；所述第一运算放大器U1的输出端OUT1并联连接有第七电阻R7，所述第七电阻R7另一端接地。所述输出端OUT1用于输出第一信号。
具体的，电阻R3、R4、R5、R6、R7；电容C1、C2以及运算放大器U1共同构成差分放大电路，用于对采样信号的放大。
具体的，所述第一稳压二极管D1可起到稳压作用，即使当采样电压过大时也不会损坏电路。
其中，优选的，所述第二采样电路2包括第二运算放大器U2；
所述第二运算放大器U2的正向输入端依次串联有第十电阻R10、第九电阻R9以及第八电阻R8；所述第八电阻R8的另一端连接所述电压信号；所述第二运算放大器U2的正向输入端还连接有第十一电阻R11，所述第十一电阻R11另一端接地；所述第二运算放大器U2的反向输入端与输出端OUT2连接。所述输出端OUT2用于输出第二信号。
所述第三采样电路包括第十五运算放大器U15，所述第十五运算放大器U15的正向输入端连接于所述第九电阻R9与所述第十电阻R10之间；所述第十五运算放大器U15的反向输入端与所述第十五运算放大器U15的输出端OUT3连接。所述输出端OUT3用于输出第三信号。
工作原理：电压信号经过第八电阻R8以及第九电阻R9分压后一路作为第三采样电路的输入，另一路经过第十电阻R10再次分压缩小并经过第二运算放大器U2输出；所述第二运算放大器U2作为电压跟随器使用，起到了提高带载的作用。
其中，优选的，所述第一参考电压包括第一正参考电压+Vref1以及第一负参考电压-Vref1；所述第二参考电压包括第二正参考电压+Vref2以及第二负参考电压-Vref2；所述控制电路5包括：第一比较单元、第二比较单元以及第三比较单元；
所述第一比较单元包括第四比较器U4、第五比较器U5以及或门U6；
所述第四比较器U4的正向输入端连接所述第一负参考电压-Vref1，反向输入端连接所述第三信号，输出端输出CH1信号；
所述第五比较器U5的正向输入端连接所述第三信号，反向输入端连接所述第一正参考电压+Vref1，输出端输出CH2信号；
所述或门U6的两个输入端分别连接所述CH1信号和CH2信号，输出端输出CH信号；
所述第二比较单元包括第十六比较器U16、第十七比较器U17以及与门U18；
所述第十六比较器U16的正向输入端连接所述第三信号，反向输入端连接所述第二负参考电压-Vref2，输出端输出CL1信号；
所述第十七比较器U17的正向输入端连接所述第二正参考电压+Vref2；反向输入端连接所述第三信号，输出端输出CL2信号；
所述与门U18的两个输入端分别连接所述CL1信号和CL2信号，输出端输出CL信号；
所述第三比较单元包括或非门U19，所述或非门U19的两个输入端分别连接所述CH信号和CL信号，输出端输出CZ信号。
工作原理：以参考电压第一正参考电压+Vref1为+5V，第一负参考电压-Vref2为-5V，第二正参考电压+Vref2为+1V，第二负参考电压-Vref2为-1V为例；同时为了便于说明控制电路4原理，选取六个第三信号进行运算说明，六个第三信号u3的电压值，分别为：u3＝8V，u3＝-8V，u3＝3V，u3＝-3V，u3＝0.5V，u3＝-0.5V；
第四比较器U4的输出结果如表-1所示：
| u3 | -Vref1 | CH1 |
| u3＝8V | -Vref1＝-5V | 0 |
| u3＝-8V | -Vref1＝-5V | 1 |
| u3＝3V | -Vref1＝-5V | 0 |
| u3＝-3V | -Vref1＝-5V | 0 |
| u3＝0.5V | -Vref1＝-5V | 0 |
| u3＝-0.5V | -Vref1＝-5V | 0 |
表-1
第五比较器U5的输出结果如表-2所示：
| +Vref1 | u3 | CH2 |
| +Vref1＝5V | u3＝8V | 1 |
| +Vref1＝5V | u3＝-8V | 0 |
| +Vref1＝5V | u3＝3V | 0 |
| +Vref1＝5V | u3＝-3V | 0 |
| +Vref1＝5V | u3＝0.5V | 0 |
| +Vref1＝5V | u3＝-0.5V | 0 |
表-2
或门U6的输出结果如表-3所示：
| CH1 | CH2 | CH |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 |
表-3
第十六比较器U16的输出结果如表-4所示：
| -Vref2 | u3 | CL1 |
| -Vref2＝-1V | u3＝8V | 1 |
| -Vref2＝-1V | u3＝-8V | 0 |
| -Vref2＝-1V | u3＝3V | 1 |
| -Vref2＝-1V | u3＝-3V | 0 |
| -Vref2＝-1V | u3＝0.5V | 1 |
| -Vref2＝-1V | u3＝-0.5V | 1 |
表-4
第十七比较器U17的输出结果如表-5所示：
| u3 | +Vref2 | CL2 |
| u3＝8V | +Vref2＝1V | 0 |
| u3＝-8V | +Vref2＝1V | 1 |
| u3＝3V | +Vref2＝1V | 0 |
| u3＝-3V | +Vref2＝1V | 1 |
| u3＝0.5V | +Vref2＝1V | 1 |
| u3＝-0.5V | +Vref2＝1V | 1 |
表-5
与门U18的输出结果如表-6所示：
| CL1 | CL2 | CL |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
表-6
或非门U19的输出结果如表-7所示：
表-7
由表1-表7可知，通过第三信号u3分别与第一参考电压、第二参考电压进行比较，使得：
第三信号u3的幅值大于等于第一参考电压幅值时，则对应输出的CH信号为高电平，CL信号为低电平，CZ信号为低电平；
第三信号u3的幅值小于等于第二参考电压幅值时，则对应输出的CH信号为低电平，CL信号为高电平，CZ信号为低电平；
第三信号u3的幅值小于第一参考电压幅值且大于第二参考电压幅值时，则对应输出的CH信号为低电平，CL信号为低电平，CZ信号为高电平；
通过上述CH信号、CL信号、CZ信号即可控制所述模拟开关电路4对应输出不同信号。
其中，优选的，所述模拟开关电路4包括：控制器U3；
所述控制器U3的第一输入端连接所述第一信号；第二输入端连接所述第二信号；第三输入端连接所述第三信号；
所述控制器U3的第一控制端连接所述CH信号，第二控制端连接所述CL信号，第三控制端连接所述CZ信号；
所述控制器U3配置用于：
判断所述CH信号为高电平时，输出所述第二信号；
判断所述CL信号为高电平时，输出所述第一信号；
判断所述CZ信号为高电平时，输出所述第三信号。
具体的，所述控制器U3的型号为CD40668E；所述第一输入端为所述控制器U3的1脚；第二输入端为所述控制器U3的11脚；第三输出端为所述控制器U3的9脚；所述控制器U3的2脚、10脚以及8脚连接共同作为其输出端OUT4，用于对应输出所述第一信号、第二信号或第三信号。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中，所述采样电路系统还包括控制器；所述控制器输入端与所述模拟开关电路4输出端以及所述控制电路5输出端连接；所述控制器配置用于：
判断所述模拟开关电路4输出的信号为第一信号时，将所述第一信号缩小第一设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路4输出的信号为第二信号时，将所述第二信号放大第二设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路4输出的信号为第三信号时，将所述第三信号放大第三设定倍数得到真实值。
具体的，所述CH信号为高电平时，则可判断模拟开关电路4输出的信号为第二信号；所述CL信号为高电平时，则可判断模拟开关电路4输出的信号为第一信号；所述CZ信号为高电平时，则可判断模拟开关电路4输出的信号为第三信号。
具体的，第一设定倍数、第二设定倍数、第三设定倍数均为设定值，在实施例1中，由于第一信号、第二信号、第三信号仅由其对应的采样电路放大或缩小，因此在本实施例中，所述第一设定倍数为k1，第二设定倍数为k2，第三设定倍数为k3；其中，k1、k2、k3分别为第一采样电路、第二采样电路、第三采样电路所对应的放大或缩小倍数。
所述控制器将所述模拟开关电路4输出的信号对应还原，使得可得到采样点的的电压值也即真实值。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例中，所述模拟开关电路4与所述控制器之间设有滤波电路7，如图9所示；所述滤波电路7输入端与所述模拟开关电路4输出端连接，所述滤波电路7输出端与所述控制器的输入端连接。
具体的，所述滤波电路7包括第八运算放大器U8；
所述第八运算放大器U8的正向输入端连接有第十五电阻R15，所述十五电阻R15的另一端连接所述模拟开关输出端OUT4；所述第八运算放大器U8的正向输入端还连接有第四电容C4，所述第四电容C4的另一端接地；
所述第八运算放大器U8的反向输入端连接有第十六电阻R16，所述第十六电阻R16的另一端接地；所述第八运算放大器U8的反向输入端还连接有第十七电阻R17，所述第十七电阻R17的另一端与所述第八运算放大器U8的输出端OUT5连接；
所述第八运算放大器U8的输出端OUT5与所述控制器的输入端连接。
优选的，所述第八运算放大器U8的型号为LM358；
其中，优选的，所述滤波电路7与所述控制器间设有加法器电路8；所述加法器电路8输入端与所述滤波电路7输出端连接，所述加法器电路8输出端与所述控制器的输入端连接；
具体的，所述加法器电路8包括第九运算放大器U9；
所述第九运算放大器U9的正向输入端连接有第十九电阻R19，所述第十九电阻R19的另一端连接所述第八运算放大器U8的输出端OUT5；所述第九运算放大器U9的正向输入端还连接有第十八电阻R18，所述第十八电阻R18的另一端连接第三参考电压Vref3；
所述第九运算放大器U9的反向输入端连接有第二十电阻R20；所述第二十电阻R20的另一端接地；
所述第九运算放大器U9的反向输入端还连接有第二十一电阻R21，所述第十一电阻R21另一端与所述第九运算放大器U9的输出端OUT6连接。所述第九运算放大器U9的输出端OUT6与所述控制器输入端连接。
优选的，所述第九运算放大器U9的型号为LM358。
其中，优选的，所述加法器电路8与所述控制器之间设有隔离电路9；所述隔离电路9输入端与所述加法器电路8的输出端OUT6连接，所述隔离电路9输出端OUT7与所述控制器的输入端连接。
实施例4
在实施例3的基础上，本实施例中，所述采样电路系统还包括控制器；所述控制器输入端与所述模拟开关电路4输出端以及所述控制电路5输出端连接；所述控制器配置用于：
判断所述模拟开关电路4输出的信号为第一信号时，将所述第一信号缩小第一设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路4输出的信号为第二信号时，将所述第二信号放大第二设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路4输出的信号为第三信号时，将所述第三信号放大第三设定倍数得到真实值。
具体的，所述模拟开关电路输出的信号电压为Ua，所述加法器电路8输出的电压为Ub，则有Ua＝Ub-Vref3；
当所述CH信号为高电平时，则可判断模拟开关电路4输出的信号为第二信号；此时，真实值U＝(Ub-Vref3)/k2；
当所述CL信号为高电平时，则可判断模拟开关电路4输出的信号为第一信号；此时，真实值U＝(Ub-Vref3)*k1；
当所述CZ信号为高电平时，则可判断模拟开关电路4输出的信号为第三信号；此时，真实值U＝(Ub-Vref3)*k3；
其中，k1、k2、k3分别为第一采样电路、第二采样电路、第三采样电路所对应的放大或缩小倍数。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种采样电路系统，其特征在于，包括：
第一采样电路(1)，用于采集电压信号，将所述电压信号放大为第一信号；
第二采样电路(2)，用于采集所述电压信号，将所述电压信号缩小为第二信号；
第三采样电路(3)，用于采集所述电压信号，将所述电压信号缩小为第三信号；所述第三信号大于所述第二信号且小于所述第一信号；
模拟开关电路(4)，具有输入端、输出端及控制端；所述模拟开关电路(4)的输入端与所述第一采样电路(1)、第二采样电路(2)、第三采样电路(3)的输出端连接；
控制电路(5)，输入端连接所述第三采样电路(3)的输出端、第一参考电压以及第二参考电压，输出端与所述模拟开关电路(4)的控制端连接；所述第一参考电压幅值大于所述第二参考电压幅值；
所述控制电路(5)配置用于：
判断所述第三信号的幅值大于等于所述第一参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路(4)输出所述第二信号；
判断所述第三信号的幅值小于等于所述第二参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路(4)输出所述第一信号；
判断所述第三信号的幅值大于所述第二参考电压且小于所述第一参考电压幅值时，控制所述模拟开关电路(4)输出所述第三信号。
2.根据权利要求1所述的采样电路系统，其特征在于：还包括转换电路(6)；
所述转换电路(6)的输入端用于连接待采样电压或待采样电流，输出端与所述第一采样电路(1)、第二采样电路(2)、第三采样电路(3)输入端连接；
所述转换电路(6)用于将所述待采样电压或待采样电流转化为所述电压信号。
3.根据权利要求1所述的采样电路系统，其特征在于：还包括控制器；所述控制器输入端与所述模拟开关电路(4)输出端以及所述控制电路(5)输出端连接；所述控制器配置用于：
判断所述模拟开关电路(4)输出的信号为第一信号时，将所述第一信号缩小第一设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路(4)输出的信号为第二信号时，将所述第二信号放大第二设定倍数得到真实值；
判断所述模拟开关电路(4)输出的信号为第三信号时，将所述第三信号放大第三设定倍数得到真实值。
4.根据权利要求3所述的采样电路系统，其特征在于，所述模拟开关电路(4)与所述控制器之间设有滤波电路(7)；所述滤波电路(7)输入端与所述模拟开关电路(4)输出端连接，所述滤波电路(7)输出端与所述控制器的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的采样电路系统，其特征在于，所述滤波电路(7)与所述控制器间设有加法器电路(8)；所述加法器电路(8)输入端与所述滤波电路(7)输出端连接，所述加法器电路(8)输出端与所述控制器的输入端连接；
所述加法器电路(8)与所述控制器之间设有隔离电路(9)；所述隔离电路(9)输入端与所述加法器电路(8)的输出端连接，所述隔离电路(9)输出端与所述控制器的输入端连接。
6.根据权利要求2所述的采样电路系统，其特征在于，所述转换电路(6)包括第一继电器K1，第二继电器K2，峰值保持电路，以及MCU模块；
所述第一继电器K1的一端连接所述待采样电压或待采样电流；所述第一继电器K1的另一端连接第二十七电阻R27，所述第二十七电阻R27另一端接地；所述第一继电器K1的控制端与所述MCU模块的输出端连接；
所述第二继电器K2的一端连接所述待采样电压或待采样电流；所述第二继电器K2的另一端串联有第二十八电阻R28以及第二十九电阻R29，所述第二十九电阻R29另一端接地；所述第二继电器K2的控制端与所述MCU模块的输出端连接；
所述峰值保持电路的输入端接入至所述第二十八电阻R28与所述第二十九电阻R29之间；所述峰值保持电路的输出端与所述MCU模块的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的采样电路系统，其特征在于，所述第一采样电路(1)包括：第一运算放大器U1以及第一稳压二极管D1；
所述第一运算放大器U1的正向输入端依次串联有第三电阻R3、第二电阻R2、第一电阻R1；所述第一电阻R1的另一端连接所述电压信号；所述第一运算放大器U1的正向输入端还连接有第一电容C1，所述第一电容C1另一端接地；所述第一电容C1两端并联有第五电阻R5；
所述第一运算放大器U1的反向输入端连接有第四电阻R4，所述第四电阻的另一端接地；所述第一运算放大器U1的反向输入端还连接有第二电容C2，所述第二电容C2的另一端与所述第一运算放大器U1的输出端连接；所述第二电容C2的两端并联有第六电阻R6；
所述第一稳压二极管D1的负极连接于所述第二电阻R2与第三电阻R3之间，所述第一稳压二极管D1的正极接地；所述第一运算放大器U1的输出端并联连接有第七电阻R7，所述第七电阻R7另一端接地。
8.根据权利要求1所述的采样电路系统，其特征在于，所述第二采样电路(2)包括第二运算放大器U2；
所述第二运算放大器U2的正向输入端依次串联有第十电阻R10、第九电阻R9以及第八电阻R8；所述第八电阻R8的另一端连接所述电压信号；所述第二运算放大器U2的正向输入端还连接有第十一电阻R11，所述第十一电阻R11另一端接地；所述第二运算放大器U2的反向输入端与输出端连接；
所述第三采样电路包括第十五运算放大器U15，所述第十五运算放大器U15的正向输入端连接于所述第九电阻R9与所述第十电阻R10之间；所述第十五运算放大器U15的反向输入端与所述第十五运算放大器U15的输出端连接。
9.根据权利要求1所述的采样电路系统，其特征在于，所述第一参考电压包括第一正参考电压+Vref1以及第一负参考电压-Vref1；所述第二参考电压包括第二正参考电压+Vref2以及第二负参考电压-Vref2；所述控制电路(5)包括：第一比较单元、第二比较单元以及第三比较单元；
所述第一比较单元包括第四比较器U4、第五比较器U5以及或门U6；
所述第四比较器U4的正向输入端连接所述第一负参考电压-Vref1，反向输入端连接所述第三信号，输出端输出CH1信号；
所述第五比较器U5的正向输入端连接所述第三信号，反向输入端连接所述第一正参考电压+Vref1，输出端输出CH2信号；
所述或门U6的两个输入端分别连接所述CH1信号和CH2信号，输出端输出CH信号；
所述第二比较单元包括第十六比较器U16、第十七比较器U17以及与门U18；
所述第十六比较器U16的正向输入端连接所述第三信号，反向输入端连接所述第二负参考电压-Vref2，输出端输出CL1信号；
所述第十七比较器U17的正向输入端连接所述第二正参考电压+Vref2；反向输入端连接所述第三信号，输出端输出CL2信号；
所述与门U18的两个输入端分别连接所述CL1信号和CL2信号，输出端输出CL信号；
所述第三比较单元包括或非门U19，所述或非门U19的两个输入端分别连接所述CH信号和CL信号，输出端输出CZ信号。
10.根据权利要求9所述的采样电路系统，其特征在于，所述模拟开关电路(4)包括：控制器U3；
所述控制器U3的第一输入端连接所述第一信号；第二输入端连接所述第二信号；第三输入端连接所述第三信号；
所述控制器U3的第一控制端连接所述CH信号，第二控制端连接所述CL信号，第三控制端连接所述CZ信号；
所述控制器U3配置用于：
判断所述CH信号为高电平时，输出所述第二信号；
判断所述CL信号为高电平时，输出所述第一信号；
判断所述CZ信号为高电平时，输出所述第三信号。
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