CN117254810B - 信号采集系统 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种信号采集系统。该信号采集系统包括：配电模式配置单元，包括第一受控开关和第二受控开关，第一受控开关设置于电源端与外部变送器的第一输出端之间，第二受控开关的一端接地，另一端连接至外部变送器的第一输出端；信号输出单元，信号输出单元的输入端与外部变送器的第二输出端电连接，信号输出单元被配置为根据来自该输入端的信号生成输出信号；以及控制单元，被配置为根据外部变送器所对应的目标配电模式，生成对应的第一控制信号，第一控制信号用于控制第一受控开关以及第二受控开关中的其中一个闭合，以及控制第一受控开关以及第二受控开关中的另一个断开。该信号采集系统具有更高的兼容性。

Description

信号采集系统

技术领域

本公开的实施例总体涉及模拟量采集领域，并且更具体地涉及一种信号采集系统。

背景技术

模拟量输入采集系统广泛应用于自动化控制领域，如DCS（分布式控制系统）、PLC（可编程逻辑控制器）等。但是，模拟信号输入变送器种类较多，为了适配不同类型的模拟信号输入变送器，通常需要分别针对不同类型的模拟信号输入变送器开发对应的采集模块，单一类型的采集模块不能兼容其他类型的模拟信号输入变送器，使用不方便。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种信号采集系统，能够适配于需配电的外部变送器或者无需配电的外部变送器，使得该信号采集系统具有更高的兼容性。

根据本公开的一个方面，提供一种信号采集系统。该信号采集系统包括：配电模式配置单元，包括第一受控开关和第二受控开关，第一受控开关设置于电源端与外部变送器的第一输出端之间，第二受控开关的一端接地，另一端连接至外部变送器的第一输出端；信号输出单元，信号输出单元的输入端与外部变送器的第二输出端电连接，信号输出单元被配置为根据来自该输入端的信号生成输出信号；以及控制单元，被配置为根据外部变送器所对应的目标配电模式，生成对应的第一控制信号，第一控制信号用于控制第一受控开关以及第二受控开关中的其中一个闭合，以及控制第一受控开关以及第二受控开关中的另一个断开。

在一些实施例中，控制单元还被配置为：如果外部变送器所对应的目标配电模式为需配电，生成第一控制信号以用于控制第一受控开关闭合以及第二受控开关断开，其中，外部变送器的第一输出端为外部变送器的输出正端，外部变送器的第二输出端为外部变送器的输出负端；以及如果外部变送器所对应的目标配电模式为无需配电，生成第一控制信号以用于控制第二受控开关闭合以及控制第一受控开关断开，其中，外部变送器的第一输出端为外部变送器的输出负端，外部变送器的第二输出端为外部变送器的输出正端。

在一些实施例中，该信号采集系统还包括：电压电流模式配置单元，被配置为根据来自控制单元的第二控制信号生成配置信号，配置信号用于将信号输出单元配置为电压模式或者电流模式；以及控制单元还被配置生成第二控制信号。

在一些实施例中，信号输出单元包括：通道单元，通道单元包括：输入端，被配置为接收信号；以及采样电阻，被配置为根据来自通道单元的输入端的信号而输出对应的采样信号；以及信号采集单元，包括：RC（电阻电容）滤波单元，RC滤波单元的输入端被配置为接收该采样信号，RC滤波单元的输出端与电压跟随单元的输入端电连接；以及电压跟随单元，电压跟随单元的输出端被配置为信号输出单元的输出端。

在一些实施例中，通道单元还包括：第一MOS（金属-氧化物半导体场效应晶体管）管，第一MOS管的漏极作为通道单元的输入端，第一MOS管的源极与第一电阻的一端电连接；第一电阻，第一电阻的另一端与采样电阻的一端电连接；第二电阻，第二电阻的一端与第一MOS管的漏极电连接，第二电阻的另一端与采样电阻的一端电连接，该采样电阻的另一端接地。

在一些实施例中，电压电流模式配置单元包括：第三电阻，第三电阻的一端与电源端电连接，第三电阻的另一端与第三受控开关的一端电连接；第三受控开关，第三受控开关的另一端与第一MOS管的栅极以及第四电阻的一端电连接，第三受控开关的控制端被配置为接收第二控制信号；以及第四电阻，第四电阻的另一端接地。

在一些实施例中，该信号采集系统还包括：自检激励单元，被配置为根据来自控制单元的自检激励源信号生成自激励信号；以及信号输出单元还被配置为接收自激励信号，以便根据来自信号输出单元的输入端的信号以及自激励信号生成更新的输出信号；控制单元还被配置为根据输出信号以及更新的输出信号确定信号增量，以便确定信号增量与自激励信号是否相匹配。

在一些实施例中，自检激励单元包括：第一放大器，第一放大器的正向输入端被配置为接收自检激励源信号，第一放大器的负向输入端与第二MOS管的漏极以及第五电阻的一端电连接，第一放大器的输出端与第六电阻的一端电连接；第五电阻，第五电阻的另一端与电源端电连接；第六电阻，第六电阻的另一端与第二MOS管的栅极电连接；以及第二MOS管，第二MOS管的源极被配置为输出自激励信号；以及通道单元还包括第一二极管，第一二极管的正极被配置为接收自激励信号，第一二极管的负极与第二电阻的一端电连接。

在一些实施例中，该信号采集系统还包括模数转换单元，模数转换单元为多通道的模数转换单元，模数转换单元被配置为按照预定采样频率、预定通道顺序、逐一针对多通道中的每一通道的、来自信号输出单元的输出信号进行循环采样，以便生成分别与每一个通道对应的采样数字信号，预定采样频率大于或者等于工频的n*m倍，其中，n表征通道的数量，m为大于或者等于10的整数；以及控制单元还被配置为确定每个工频周期内的、分别与每一个通道所对应的采样数字信号的平均值。

在一些实施例中，电压跟随单元包括：第二放大器，第二放大器的正向输入端被配置为电压跟随单元的输入端，第二放大器的负向输入端与第二放大器的输出端电连接，第二放大器的输出端被配置为电压跟随单元的输出端。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。

图1示出了本公开的实施例的信号采集系统的方框示意图。

图2示出了本公开的实施例的信号采集系统的局部结构示意图。

图3示出了本公开的实施例的配电模式配置单元的结构示意图。

图4示出了本公开的实施例的自检激励单元的结构示意图。

图5示出了本公开的实施例的信号采集系统的模式配置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如前文所描述，模拟信号输入变送器种类较多，为了适配不同类型的模拟信号输入变送器，通常需要分别针对不同类型的模拟信号输入变送器开发对应的采集模块，单一类型的采集模块不能兼容其他类型的模拟信号输入变送器，使用不方便。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种信号采集系统。根据本公开的方案，利用配电模式配置单元，可以实现信号采集系统的配电模式的配置、切换，以便适配于需配电的外部变送器或者无需配电的外部变送器，使得该信号采集系统具有更高的兼容性。

图1示出了本公开的实施例的信号采集系统100的方框示意图。图2示出了本公开的实施例的信号采集系统100的局部结构示意图。信号采集系统100包括配电模式配置单元102、信号输出单元104、控制单元106。在一些实施例中，信号采集系统100还可以包括电压电流模式配置单元108。在一些实施例中，信号采集系统100还可以包括自检激励单元110。

图3示出了本公开的实施例的配电模式配置单元102的结构示意图。配电模式配置单元102其包括第一受控开关OPT1和第二受控开关OPT2，第一受控开关OPT1设置于电源端与外部变送器120的第一输出端之间，第二受控开关OPT2的一端接地，另一端连接至外部变送器120的第一输出端。例如，第一受控开关OPT1的一端与电源端VCC电连接，第一受控开关OPT1的另一端与端子COM电连接，第一受控开关OPT1的控制端由控制单元106控制；第二受控开关OPT2的一端接地（GNDA），第二受控开关OPT2的另一端与端子COM电连接，第二受控开关OPT2的控制端由控制单元106控制。其中，端子COM用于与外部变送器120的第一输出端电连接。对于需配电的外部变送器120，外部变送器120的第一输出端为外部变送器120的输出正端，外部变送器120的第二输出端为外部变送器120的输出负端；对于无需配电的外部变送器120，外部变送器120的第一输出端为外部变送器120的输出负端，外部变送器120的第二输出端为外部变送器120的输出正端。

在一些实施例中，第一受控开关OPT1和第二受控开关OPT2可以采用光耦合器实现。

关于信号输出单元104，信号输出单元104的输入端IN01与外部变送器120的第二输出端电连接，信号输出单元104被配置为根据来自该输入端IN01的信号生成输出信号。

在一些实施例中，信号输出单元104包括通道单元142和信号采集单元144。其中，通道单元142包括输入端IN01、采样电阻RJ1。输入端IN01被配置为接收信号；采样电阻RJ1被配置为根据来自通道单元142的输入端的信号而输出对应的采样信号。通道单元142还包括第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2。其中，第一MOS管Q1的漏极作为通道单元142的输入端IN01，第一MOS管Q1的源极与第一电阻R1的一端电连接；第一电阻R1的另一端与采样电阻RJ1的一端电连接；第二电阻R2的一端与第一MOS管Q1的漏极电连接，第二电阻R2的另一端与采样电阻RJ1的一端电连接，采样电阻RJ1的另一端接地。

信号采集单元144包括：RC滤波单元146和电压跟随单元148。其中，RC滤波单元146的输入端被配置为接收通道单元142所输出的采样信号，RC滤波单元146的输出端与电压跟随单元148的输入端电连接。RC滤波单元146包括第七电阻R7和第一电容C1，第七电阻R7的一端作为RC滤波单元146的输入端，第七电阻R7的另一端与第一电容C1的一端电连接，第一电容C1的另一端接地，第七电阻R7的另一端作为RC滤波单元146的输出端。电压跟随单元148的输出端被配置为信号输出单元104的输出端AIN0。电压跟随单元148包括第二放大器U2，第二放大器U2的正向输入端被配置为电压跟随单元148的输入端，第二放大器U2的负向输入端与第二放大器U2的输出端电连接，第二放大器U2的输出端被配置为电压跟随单元148的输出端。以为第二放大器U2输入阻抗近似于无穷大，第二放大器U2输出端的电阻近似为零，所以能够起到有效的阻抗隔离作用。

关于控制单元106，其被配置为根据外部变送器120所对应的目标配电模式，生成对应的第一控制信号，第一控制信号用于控制第一受控开关OPT1以及第二受控开关OPT2中的其中一个闭合，以及控制第一受控开关OPT1以及第二受控开关OPT2中的另一个断开。

例如，如果外部变送器120所对应的目标配电模式为需配电，生成第一控制信号以用于控制第一受控开关OPT1闭合以及第二受控开关OPT2断开，其中，外部变送器120的第一输出端为外部变送器120的输出正端，外部变送器120的第二输出端为外部变送器120的输出负端；以及如果外部变送器120所对应的目标配电模式为无需配电，生成第一控制信号以用于控制第二受控开关OPT2闭合以及控制第一受控开关OPT1断开，其中，外部变送器120的第一输出端为外部变送器120的输出负端，外部变送器120的第二输出端为外部变送器120的输出正端。

控制单元106可以采用MCU（Micro Controller Unit，微控制单元）、CPU（CentralProcessing Unit，中央处理器）、GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）、GPGPU（General-purpose Computing on Graphics Processing Units，通用图形处理器）、FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）或者其它可编程逻辑器件、ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等实现。

在一些实施例中，信号采集系统100还可以包括电压电流模式配置单元108。电压电流模式配置单元108被配置为根据来自控制单元106的第二控制信号生成配置信号，配置信号用于将信号输出单元104配置为电压模式或者电流模式。控制单元106还被配置生成第二控制信号。

在一些实施例中，电压电流模式配置单元108包括第三电阻R3、第三受控开关OPT3、第四电阻R4。第三电阻R3的一端与电源端VCC电连接，第三电阻R3的另一端与第三受控开关OPT3的一端电连接；第三受控开关OPT3的另一端与第一MOS管Q1的栅极以及第四电阻R4的一端电连接，第三受控开关OPT3的控制端被配置为接收第二控制信号；第四电阻R4的另一端接地。在一些实施例中，电压电流模式配置单元108还包括第二二极管D2，第二二极管D2的正极接地，第二二极管D2的负极与第四电阻R4的一端电连接。在一些实施例中，第三受控开关OPT3采用光耦合器实现。其中，第二二极管D2为稳压二极管。

在一些实施例中，信号采集系统100还包括自检激励单元110。自检激励单元110被配置为根据来自控制单元106的自检激励源信号S1生成自激励信号Itest。相应地，信号输出单元104还被配置为接收自激励信号Itest，以便根据来自信号输出单元104的输入端的信号以及自激励信号Itest生成更新的输出信号。控制单元106还被配置为根据输出信号以及更新的输出信号确定信号增量，以便确定信号增量与自激励信号Itest是否相匹配。

图4示出了本公开的实施例的自检激励单元110的结构示意图。自检激励单元110包括第一放大器U1、第五电阻R5、第六电阻R6、第二MOS管Q2。其中，第一放大器U1的正向输入端被配置为接收自检激励源信号S1，第一放大器U1的负向输入端与第二MOS管Q2的漏极以及第五电阻R5的一端电连接，第一放大器U1的输出端与第六电阻R6的一端电连接；第五电阻R5的另一端与电源端VCC电连接；第六电阻R6的另一端与第二MOS管Q2的栅极电连接；第二MOS管Q2的源极被配置为输出自激励信号Itest。通道单元142还包括第一二极管D1，第一二极管D1的正极被配置为接收自检激励单元110所输出的自激励信号Itest，第一二极管D1的负极与第二电阻R2的一端电连接。

值得说明的是，在信号采集系统100投入应用时，如果所需对接的外部变送器120所对应的目标配电模式为需配电，也即，外部变送器120需要信号采集系统100为其配电，则使得外部变送器120的输出正端与端子COM电连接，外部变送器120的输出负端与信号采集系统100的输入端IN01电连接。并且，经由控制单元106生成对应的第一控制信号，以用便控制第一受控开关OPT1闭合以及第二受控开关OPT2断开。在该配电模式下，信号通路为：电源端VCC->端子COM->外部变送器120->输入端IN01->第一MOS管Q1->第一电阻R1->采样电阻RJ1。

如果所需对接的外部变送器120所对应的目标配电模式为无需配电，也即，外部变送器120不需要信号采集系统100为其配电，则使得外部变送器120的输出负端与端子COM电连接，外部变送器120的输出正端与信号采集系统100的输入端IN01电连接。并且，经由控制单元106生成对应的第一控制信号，以便控制第二受控开关OPT2闭合以及控制第一受控开关OPT1断开。在该配电模式下，信号通路为：外部变送器120正端->输入端IN01->第一MOS管Q1-第一电阻R1->采样电阻RJ1->接地端GNDA->端子COM。

进一步地，针对目标配电模式为无需配电的外部变送器120，还可以藉由电压电流模式配置单元108将信号输出单元104配置为电压模式或者电流模式，以便与信号采集系统100从外部变送器120处接收的输入信号为电流输入模式还是电压输入模式相适配。针对电流输入模式，控制单元106生成对应的第二控制信号，以便控制第三受控开关OPT3闭合，此时，结合作为稳压二极管的第二二极管D2、第三电阻R3以及第四电阻R4，可以使得第一MOS管Q1导通。针对电压输入模式，控制单元106生成对应的第二控制信号，以便控制第三受控开关OPT3断开。需要说明的是，第三电阻R3、第四电阻R4是分压电阻，要求第四电阻R4上的压降大于第二二极管D2的压降VDz，以便使得第二二极管D2能够正常工作，从而把电压稳定在VDz。

通道单元142主要用来提供信号通路。在电流输入模式下，采样电阻RJ1的压降等于输入电流与采样电阻RJ1的乘积。采样电阻RJ1用于信号采样，可以选择高精度、低温漂系数的电阻。第一MOS管Q1可以采用功率大于预定功率阈值的MOS管，以便在输入端IN01误接24V（伏）信号时配合起到限流作用。第一电阻R1为限流电阻，配合第一MOS管Q1起到限流使用。限流的公式如下：Ilim=（VDz-VGS）/（R1+RJ1）。其中，Ilim表征被限制的电流的极限值，VGS表征第一MOS管Q1的阈值电压。在一些实施例中，Ilim大于或者等于25mA（毫安）。

第二电阻R2为电压输入模式下通道单元142中的分压电阻。应当理解，可以通过合理配置第一电阻R1、第二电阻R2以及采样电阻RJ1，以便使得信号采集系统100能够兼容电流输入模式以及电压输入模式。例如，在电流输入模式下，采样电阻RJ1的压降为0.4-2.5V范围，则在电压输入模式下，也使得采样电阻RJ1的压降维持在该范围附近，从而使得信号采集系统100较好地兼容电流输入模式以及电压输入模式。

值得说明的是，在电压输入模式时，采样电阻RJ1的压降VRJ1=Vin*RJ1/(R2+RJ1+RDS)。其中，Vin为输入电压信号，RDS为第二受控开关OPT2的导通内阻。为了提高采样精度，第二受控开关OPT2的导通内阻RDS随着温度等环境变化越小越好，例如，一般选择在全温度范围内的影响大小为整个系统的精度误差的1/3以内。

第一二极管D1用于接收来自自检激励单元110的自激励信号Itest，自激励信号Itest用于进行自检。第一二极管D1可以防止通道单元1423中的信号反灌给自检激励单元110。

值得说明的是，自检激励单元110用于在电流输入模式下实现自检。其中，自检激励单元110根据来自控制单元106的自检激励源信号S1自激励生成自激励信号Itest。自激励信号Itest与来自外部变送器的电流输入信号相叠加。信号采集单元144采集采样电阻RJ1输出的采样信号，经由模数转换单元112提供至控制单元106。模数转换单元112提供至控制单元106的数字信号能够与信号采集单元144的输出信号AIN0相对应。控制单元106能够根据原输出信号（即未叠加用于自检的自激励信号Itest之前，信号采集单元144的输出信号）以及更新的输出信号（即叠加用于自检的自激励信号Itest之后，信号采集单元144的输出信号）确定信号增量，以便确定信号增量与自激励信号Itest是否相匹配。应当理解，信号增量为原输出信号与更新的输出信号之间的差值。如果信号增量与自激励信号Itest相匹配，则说明信号采集系统100内部采集功能正常；如果信号增量与自激励信号Itest不相匹配，则说明信号采集系统100内部采集功能不正常。进一步地，在确定信号采集系统100内部采集功能正常的前提下，如果信号采集系统100采集到的信号不符合预定范围，则说明外部变送器120存在问题。因此，利用自检激励单元110实现自检，可以有效区分是信号采集系统100内部故障还是信号采集系统100外部（例如外部变送器120）故障，实现输入信号的可靠诊断。

自检激励单元110由运算放大器（第一放大器U1）、第二MOS管Q2、第六电阻R6（作为限流电阻）、采样电阻RJ1以及第五电阻R5组成。

信号采集单元144用于采集采样电阻RJ1的电压，通过一阶RC滤波（RC滤波器146）后经过阻抗隔离（电压跟随单元148），供模数转换单元112采集。其中，RC滤波器146可以被配置为高频低通滤波参数，模数转换单元112采用快速模数转换单元。对于多通道信号的应用场景，可以采用多通道模数转换单元。也可以采用多路模拟开关进行快速切换采集。对所有通道进行连续快速循环采样，再根据低频干扰情况进行滤波处理，实现一个通道抗干扰采样周期所有通道的快速采样。

在一些实施例中，模数转换单元112被配置为按照预定采样频率、针对来自信号输出单元104的输出信号进行采样，以便生成对应的采样数字信号，预定采样频率大于或者等于工频的10倍。控制单元106还被配置为确定每个工频周期所对应的采样数字信号的平均值。

例如，对于抗工频的多通道信号，以8通道为例，模数转换单元112以预定采样频率（例如几十KHz（千赫兹））依次采集1-8通道的数据，采集多轮，然后以20ms为周期（例如工频为50Hz所对应的工频周期），控制单元106将该工频周期内的1通道采集数据取平均值，这样可以有效去除工频信号的干扰。例如，模数转换单元112按照通道1至通道8的预定顺序，逐一针对通道1至通道8中的每一个通道进行循环采样。具体例如；在第1个采样时钟处，采集来自信号输出单元的与通道1对应的输出信号，模数转换单元112在第2个采样时钟处，采集来自信号输出单元的与通道2对应的输出信号……模数转换单元112在第8个采样时钟处，采集来自信号输出单元的与通道8对应的输出信号，模数转换单元112在第9个采样时钟处，采集来自信号输出单元的与通道1对应的输出信号，如此循环。其中，预定采样频率大于或者等于工频的n*m倍，其中，n表征通道的数量，m为大于或者等于10的整数。因此，对于一个工频周期，模数转换单元112针对多通道中的每一个通道采样得到m个采样数字信号。控制单元106针对每个工频周期内的、分别与每一个通道所对应的采样数字信号的平均值。例如，控制单元106针对工频周期内的、与通道1对应的m个采样数字信号求平均值。针对2-8通道的处理方式类似，这样可以在有效实现抗工频干扰的同时，实现多通道20ms的快速采样。

图5示出了本公开的实施例的信号采集系统100的模式配置的示意图。其中，以第1种模式为例，对应的配电模式为“需配电”，对应的信号输入模式为“电流输入”，则外部变送器的输出正端连接端子COM，外部变送器的输出负端连接信号采集系统100的输入端IN01，第一受控开关的状态为闭合，第二受控开关OPT2的状态为断开，第三受控开关OPT3的状态为闭合，不生成自激励信号。以第4种模式为例，对应的配电模式为“无需配电”，对应的信号输入模式为“电流输入”，则外部变送器的输出正端连接端子COM，外部变送器的输出负端连接信号采集系统100的输入端IN01，第一受控开关的状态为闭合，第二受控开关OPT2的状态为断开，第三受控开关OPT3的状态为闭合，不生成自激励信号。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种信号采集系统，其特征在于，包括：

配电模式配置单元，包括第一受控开关和第二受控开关，第一受控开关设置于电源端与外部变送器的第一输出端之间，第二受控开关的一端接地，另一端连接至外部变送器的第一输出端；

信号输出单元，信号输出单元的输入端与外部变送器的第二输出端电连接，信号输出单元被配置为根据来自所述输入端的信号生成输出信号；以及

控制单元，被配置为根据外部变送器所对应的目标配电模式，生成对应的第一控制信号，第一控制信号用于控制第一受控开关以及第二受控开关中的其中一个闭合，以及控制第一受控开关以及第二受控开关中的另一个断开；

信号输出单元包括：通道单元，通道单元包括：

第一MOS管，第一MOS管的漏极作为通道单元的输入端，第一MOS管的源极与第一电阻的一端电连接，第一MOS管的栅极被配置为接收配置信号；

第一电阻，第一电阻的另一端与采样电阻的一端电连接；

第二电阻，第二电阻的一端与第一MOS管的漏极电连接，第二电阻的另一端与采样电阻的一端电连接，所述采样电阻的另一端接地；

针对电流输入模式，控制单元使得第一MOS管导通；针对电压输入模式，控制单元使得第一MOS管断开。

2.根据权利要求1所述的信号采集系统，其特征在于，控制单元还被配置为：如果外部变送器所对应的目标配电模式为需配电，生成第一控制信号以用于控制第一受控开关闭合以及第二受控开关断开，其中，外部变送器的第一输出端为外部变送器的输出正端，外部变送器的第二输出端为外部变送器的输出负端；以及

如果外部变送器所对应的目标配电模式为无需配电，生成第一控制信号以用于控制第二受控开关闭合以及控制第一受控开关断开，其中，外部变送器的第一输出端为外部变送器的输出负端，外部变送器的第二输出端为外部变送器的输出正端。

3. 根据权利要求1所述的信号采集系统，其特征在于，还包括：

电压电流模式配置单元，被配置为根据来自控制单元的第二控制信号生成配置信号，配置信号用于将信号输出单元配置为电压模式或者电流模式；以及

控制单元还被配置生成第二控制信号。

4.根据权利要求3所述的信号采集系统，其特征在于，信号输出单元包括：

通道单元，通道单元包括：

输入端，被配置为接收信号；以及

采样电阻，被配置为根据来自通道单元的输入端的信号而输出对应的采样信号；以及

信号采集单元，包括：

RC滤波单元，RC滤波单元的输入端被配置为接收所述采样信号，RC滤波单元的输出端与电压跟随单元的输入端电连接；以及

电压跟随单元，电压跟随单元的输出端被配置为信号输出单元的输出端。

5.根据权利要求1所述的信号采集系统，其特征在于，电压电流模式配置单元包括：

第三电阻，第三电阻的一端与电源端电连接，第三电阻的另一端与第三受控开关的一端电连接；

第三受控开关，第三受控开关的另一端与第一MOS管的栅极以及第四电阻的一端电连接，第三受控开关的控制端被配置为接收第二控制信号；以及

第四电阻，第四电阻的另一端接地。

6. 根据权利要求5所述的信号采集系统，其特征在于，还包括：

自检激励单元，被配置为根据来自控制单元的自检激励源信号生成自激励信号；以及

信号输出单元还被配置为接收自激励信号，以便根据来自信号输出单元的输入端的信号以及自激励信号生成更新的输出信号；

控制单元还被配置为根据输出信号以及更新的输出信号确定信号增量，以便确定信号增量与自激励信号是否相匹配。

7.根据权利要求6所述的信号采集系统，其特征在于，自检激励单元包括：

第一放大器，第一放大器的正向输入端被配置为接收自检激励源信号，第一放大器的负向输入端与第二MOS管的漏极以及第五电阻的一端电连接，第一放大器的输出端与第六电阻的一端电连接；

第五电阻，第五电阻的另一端与电源端电连接；

第六电阻，第六电阻的另一端与第二MOS管的栅极电连接；以及

第二MOS管，第二MOS管的源极被配置为输出自激励信号；以及

通道单元还包括第一二极管，第一二极管的正极被配置为接收自激励信号，第一二极管的负极与第二电阻的一端电连接。

8.根据权利要求1所述的信号采集系统，其特征在于，还包括模数转换单元，模数转换单元为多通道的模数转换单元，模数转换单元被配置为按照预定采样频率、预定通道顺序、逐一针对多通道中的每一通道的、来自信号输出单元的输出信号进行循环采样，以便生成分别与每一个通道对应的采样数字信号，预定采样频率大于或者等于工频的n*m倍，其中，n表征通道的数量，m为大于或者等于10的整数；以及

控制单元还被配置为确定每个工频周期内的、分别与每一个通道所对应的采样数字信号的平均值。

9.根据权利要求3所述的信号采集系统，其特征在于，电压跟随单元包括：

第二放大器，第二放大器的正向输入端被配置为电压跟随单元的输入端，第二放大器的负向输入端与第二放大器的输出端电连接，第二放大器的输出端被配置为电压跟随单元的输出端。