CN201844841U - 一种全隔离的频率信号采集与转换装置 - Google Patents
一种全隔离的频率信号采集与转换装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201844841U CN201844841U CN2010205960692U CN201020596069U CN201844841U CN 201844841 U CN201844841 U CN 201844841U CN 2010205960692 U CN2010205960692 U CN 2010205960692U CN 201020596069 U CN201020596069 U CN 201020596069U CN 201844841 U CN201844841 U CN 201844841U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- voltage
- power supply
- frequency signal
- optocoupler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本实用新型涉及一种全隔离的频率信号采集与转换装置，属于智能检测技术领域，尤其是适用于汽车转动部件转速和相位的检测以及风力发电中风速与风向信号的检测技术领域。包括控制器、数模转换芯片、运算放大电路、电压/电流转换芯片、驱动电路、普通隔离光耦、高速隔离光耦、第一隔离电源和第二隔离电源。本实用新型对输入频率信号兼容性好，具有有效、可靠的隔离，可以以多种形式输出信号，满足不同应用场合需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种全隔离的频率信号采集与转换装置，属于智能检测技术领域，尤其是适用于汽车转动部件转速和相位的检测以及风力发电中风速与风向信号的检测技术领域。
背景技术
目前很多工业场合需要对频率信号进行检测，比如测量汽车上各转动部件的转速和相位时，通过传感器输出的频率信号；再如风力发电应用中，测量风速和风向的传感器的输出大部分都是频率信号。然而在对信号的后期处理设备中，很多处理设备需要得到的为电压信号或者电流信号，还有一些处理设备需要多路数字量输出信号，例如汽车传动系中曲轴相位检测或者风力发电应用中风向的标识中，将360度方向分为16等份，用4路数字信号的组合来划分表示。
当前市场上存在的频率信号采集装置，其存在的问题在于：
1)输出信号形式单一，为电压信号或者电流信号，不能灵活的满足不同应用场合需要；
2)输入的频率信号和输出信号之间没有有效、可靠的隔离措施，这样对转换后输出信号的处理需要额外增加隔离电路；
3)多采用纯模拟电路搭建信号转换电路，信号分辨率低，可控能力差；
4)没有多路数字量输出信号，不能满足一些外接设备中含有多路数字量接口的现场应用需要，例如用于汽车传动系中曲轴相位检测以及风力发电中对风向识别的过程中。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种全隔离的频率信号采集与转换装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
本实用新型的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，包括控制器、数模转换芯片、运算放大电路、电压/电流转换芯片、驱动电路、普通隔离光耦、高速隔离光耦、第一隔离电源1和第二隔离电源2；其信号流向为：
外部输入的频率信号经过高速隔离光耦进入控制器的信号捕获接口，控制器对频率信号进行计算后将信号分为两路输出：
1.其中一路通过控制器自带的地址/数据总线和控制信号送入数字/模拟转换芯片，数字/模拟转换芯片将该信号转换为电压模拟量输出给运算放大电路，经过运算放大电路后的电压信号分为两路：一路直接对外输出，另一路进入电压/电流转换芯片后转换为电流信号，电流信号经过驱动电路后直接对外输出；
2.另外一路通过控制器自带的数字量输出端口输出给普通隔离光耦，普通隔离光耦输出的数字量信号直接对外输出；
外部输入的供电电源信号作为第一隔离电源1和第二隔离电源2的输入电源信号，另外作为高速隔离光耦输入端和普通隔离光耦输出端的供电电源；
第一隔离电源1输出的电源信号提供给控制器、数字/模拟转换芯片数字部分、高速隔离光耦输出端和普通隔离光耦输入端；
第二隔离电源2输出的电源信号提供给数字/模拟转换芯片模拟部分、电压/电流转换芯片、运算放大电路和驱动电路；
上述的控制器包含至少一路信号捕获接口；
上述高速隔离光耦的数量与控制器所包含的信号捕获接口数量相同；
上述高速隔离光耦的频率范围涵盖1Hz～1MHz；
上述的数字/模拟转换芯片负责将控制器输出的数字信号转换为电压模拟信号，其可处理信号的数量与控制器所包含的信号捕获端口数量相同；
上述运算放大电路的数量与控制器所包含的信号捕获接口数量相同；
上述电压/电流转换芯片的数量与控制器所包含的信号捕获接口数量相同；
上述驱动电路的数量与控制器所包含的信号捕获接口数量相同；
上述普通隔离光耦的数量为1～32个，分为N组，每组对应一路频率信号，N与控制器所包含的信号捕获接口数量相同；
上述第一隔离电源1输出电压与控制器的供电电压、数字/模拟转换芯片数字部分供电电压、高速隔离光耦输出端供电电压、普通隔离光耦输入端供电电压相同；
上述外部输出的供电电源电压与高速隔离光耦输入端供电电压、普通隔离光耦输出端的供电电压相同；
上述第二隔离电源2输出电压与给数字/模拟转换芯片模拟部分供电电压、运算放大电路供电电压、驱动电路供电电压相同。
有益效果
本实用新型对输入频率信号兼容性好，可接受较宽频率范围和电压范围的输入信号；高速隔离光耦、普通隔离光耦和数字/模拟转换芯片起到了有效、可靠的隔离作用，不仅保证整套装置的输入和输出信号完全电气隔离，同时保证控制器核心部分与外界的完全电气隔离；可以以电压、电流和数字量三种形式输出信号，可以满足不同场合应用；所采用的数字转换方式控制灵活，易调整，精度高。
附图说明
图1为采用实施例1方式的本实用新型的主体部分结构示意图；
图2为采用实施例1方式的本实用新型的电源部分结构示意图；
图3为采用实施例2方式的本实用新型的主体部分结构示意图；
图4为采用实施例2方式的本实用新型的电源部分结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一种全隔离的频率信号采集与转换装置，如图1和图2所示，包括控制器、数模转换芯片、运算放大电路1、运算放大电路2、电压/电流转换芯片1、电压/电流转换芯片2、驱动电路1、驱动电路2、普通隔离光耦1、普通隔离光耦2、普通隔离光耦3、普通隔离光耦4、普通隔离光耦5、普通隔离光耦6、普通隔离光耦7、普通隔离光耦8、高速隔离光耦1、高速隔离光耦2、第一第一隔离电源1和第二隔离电源2；其信号流向为：
外部输入的频率信号1和频率信号2分别经过高速隔离光耦1和高速隔离光耦2进入控制器的信号捕获接口1和信号捕获接口2；
控制器对频率信号1和频率信号2进行计算后将信号通过控制器自带的地址/数据总线和控制信号送入数字/模拟转换芯片，数字/模拟转换芯片将该信号转换为电压模拟量分别输出给运算放大电路1和运算放大电路2；
运算放大电路1输出的电压信号分为两路：一路直接对外输出为电压信号1，另一路进入电压/电流转换芯片1后转换为电流信号，该电流信号经过驱动电路1后直接对外输出为电流信号1，电压信号1和电流信号1的幅值与频率信号1的频率成对应关系；
运算放大电路2输出的电压信号分为两路：一路直接对外输出为电压信号2，另一路进入电压/电流转换芯片2后转换为电流信号，该电流信号经过驱动电路2后直接对外输出为电流信号2，电压信号2和电流信号2的幅值与频率信号2的频率成对应关系；
控制器对频率信号1和频率信号2进行计算后将信号通过控制器自带的数字量输出端口输出给普通隔离光耦1～8，普通隔离光耦1～8输出的数字信号1～8直接对外输出，其中数字信号1～4所标示的组合与频率信号1的频率范围相对应，数字信号5～8所标示的组合与频率信号2的频率范围相对应；
外部输入的供电电源信号作为第一隔离电源1和第二隔离电源2的输入电源信号，另外作为高速隔离光耦1输入端、高速隔离光耦2输入端和普通隔离光耦1～8输出端的供电电源；
第一隔离电源1输出的电源信号提供给控制器、数字/模拟转换芯片1数字部分、数字/模拟转换芯片2数字部分、高速隔离光耦1输出端、高速隔离光耦2输出端和普通隔离光耦1～8输入端；
第二隔离电源2输出的电源信号提供给数字/模拟转换芯片1模拟部分、数字/模拟转换芯片2模拟部分、运算放大电路1、运算放大电路2、驱动电路1和驱动电路2；
上述的控制器为单片机，信号为SST89E564RD；
上述高速隔离光耦1和高速隔离光耦2均为6N137；
上述的数字/模拟转换芯片为AD7528，包含两路模拟量输出接口；
上述电压/电流转换芯片1和电压/电流转换芯片2均为XTR115；
上述普通隔离光耦1～8均为TLP127；
上述数字信号1～4所标示的组合与频率信号1的频率范围相对应关系为：假设当前输入的频率信号1频率范围为1Hz～2KHz，则数字信号1～4所标示的组合为0000代表频率信号1当前的频率在1～125Hz(包含1不包含125)范围之内，为0001则代表频率信号1当前的频率在125～250Hz(包含125不包含250)范围之内，为0010则代表频率信号1当前的频率在250～375Hz(包含250不包含375)范围之内依次类推，为1110则代表频率信号1当前的频率在1.7～1.875KHz(包含1.7不包含1.875)范围之内，为1111则代表频率信号1当前的频率在1.875～2KHz(包含1.875不包含2)范围之内；
上述数字信号5～8所标示的组合与频率信号2的频率范围相对应关系参照数字信号1～4所标示的组合与频率信号1的频率范围相对应关系；
上述外部输入的供电电源信号的电压为24V；
上述第一隔离电源1的输入电压为24V，输出电压为5V；
上述第二隔离电源2的输入电压为24V，输出电压为±15V；
上述频率信号1和频率信号2的高电平均为24V；
上述数字/模拟转换芯片模拟部分供电电压、运算放大电路供电电压、驱动电路供电电压均为±15V。
实施例2
一种全隔离的频率信号采集与转换装置，如图3和图4所示，包括控制器、数模转换芯片、运算放大电路、电压/电流转换芯片、驱动电路1、普通隔离光耦1、普通隔离光耦2、普通隔离光耦3、普通隔离光耦4、普通隔离光耦5、普通隔离光耦6、普通隔离光耦7、普通隔离光耦8、高速隔离光耦、第一隔离电源1和第二隔离电源2；其信号流向为：
外部输入的频率信号经过高速隔离光耦进入控制器的信号捕获接口；
控制器对频率信号进行计算后将信号通过控制器自带的地址/数据总线和控制信号送入数字/模拟转换芯片，数字/模拟转换芯片将该信号转换为电压模拟量分别输出给运算放大电路；
运算放大电路输出的电压信号分为两路：一路直接对外输出为电压信号，另一路进入电压/电流转换芯片后转换为电流信号，该电流信号经过驱动电路后直接对外输出为电流信号，该电压信号和电流信号的幅值与频率信号的频率成对应关系；
控制器对频率信号进行计算后将信号通过控制器自带的数字量输出端口输出给普通隔离光耦1～8，普通隔离光耦1～8输出的数字信号1～8直接对外输出，数字信号1～8所标示的组合与频率信号的频率范围相对应；
外部输入的供电电源信号作为第一隔离电源1和第二隔离电源2的输入电源信号，另外作为高速隔离光耦输入端和普通隔离光耦1～8输出端的供电电源；
第一隔离电源1输出的电源信号提供给控制器、数字/模拟转换芯片数字部分、高速隔离光耦输出端和普通隔离光耦1～8输入端；
第二隔离电源2输出的电源信号提供给数字/模拟转换芯片模拟部分、运算放大电路和驱动电路；
上述的控制器为单片机，信号为SST89E564RD；
上述高速隔离光耦为6N137；
上述的数字/模拟转换芯片为AD7528；
上述电压/电流转换芯片为XTR115；
上述普通隔离光耦1～8均为TLP127；
上述数字信号1～8所标示的组合与频率信号的频率范围相对应关系为：假设当前输入的频率信号频率范围为1Hz～128KHz，则数字信号1～8所标示的组合为00000000代表频率信号当前的频率在1～500Hz(包含1不包含500)范围之内，为00000001则代表频率信号当前的频率在500～1000Hz(包含500不包含1000)范围之内，为0000010则代表频率信号当前的频率在1～1.5KHz(包含1不包含1.5)范围之内，依次类推，为11111110则代表频率信号当前的频率在127～127.5KHz(包含127不包含127.5)范围之内，为11111111则代表频率信号当前的频率在127.5～128KHz(包含127.5不包含128)范围之内；
上述外部输入的供电电源信号的电压为12V；
上述第一隔离电源1的输入电压为12V，输出电压为5V；
上述第二隔离电源2的输入电压为12V，输出电压为±15V；
上述频率信号的高电平均为12V；
上述数字/模拟转换芯片模拟部分供电电压、运算放大电路供电电压、驱动电路供电电压均为±15V。
Claims (9)
1.一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：包括控制器、数模转换芯片、运算放大电路、电压/电流转换芯片、驱动电路、普通隔离光耦、高速隔离光耦、第一隔离电源和第二隔离电源；其信号流向为：
外部输入的频率信号经过高速隔离光耦进入控制器的信号捕获接口，控制器对频率信号进行计算后将信号分为两路输出：
其中一路通过控制器自带的地址/数据总线和控制信号送入数字/模拟转换芯片，数字/模拟转换芯片将该信号转换为电压模拟量输出给运算放大电路，经过运算放大电路后的电压信号分为两路：一路直接对外输出，另一路进入电压/电流转换芯片后转换为电流信号，电流信号经过驱动电路后直接对外输出；
另外一路通过控制器自带的数字量输出端口输出给普通隔离光耦，普通隔离光耦输出的数字量信号直接对外输出；
外部输入的供电电源信号作为第一隔离电源和第二隔离电源的输入电源信号，另外作为高速隔离光耦输入端和普通隔离光耦输出端的供电电源；
第一隔离电源输出的电源信号提供给控制器、数字/模拟转换芯片数字部分、高速隔离光耦输出端和普通隔离光耦输入端；
第二隔离电源输出的电源信号提供给数字/模拟转换芯片模拟部分、电压/电流转换芯片、运算放大电路和驱动电路。
2.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：控制器包含至少一路信号捕获接口。
3.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：高速隔离光耦的数量与控制器所包含的信号捕获接口数量相同。
4.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：高速隔离光耦的频率范围涵盖1Hz～1MHz。
5.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：数字/模拟转换芯片可处理信号的数量、运算放大电路的数量、电压/电流转换芯片的数量、驱动电路的数量均与控制器所包含的信号捕获端口数量相同。
6.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：普通隔离光耦分为N组，每组对应一路频率信号，N与控制器所包含的信号捕获接口数量相同。
7.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：第一隔离电源输出电压与控制器的供电电压、数字/模拟转换芯片数字部分供电电压、高速隔离光耦输出端供电电压、普通隔离光耦输入端供电电压相同。
8.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：外部输出的供电电源电压与高速隔离光耦输入端供电电压、普通隔离光耦输出端的供电电压相同。
9.根据权利要求1所述的一种全隔离的频率信号采集与转换装置，其特征在于：第二隔离电源输出电压与给数字/模拟转换芯片模拟部分供电电压、运算放大电路供电电压、驱动电路供电电压相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205960692U CN201844841U (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 一种全隔离的频率信号采集与转换装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205960692U CN201844841U (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 一种全隔离的频率信号采集与转换装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201844841U true CN201844841U (zh) | 2011-05-25 |
Family
ID=44039729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010205960692U Expired - Fee Related CN201844841U (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 一种全隔离的频率信号采集与转换装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201844841U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102591280A (zh) * | 2012-02-09 | 2012-07-18 | 成都阜特科技有限公司 | 一种信号隔离转换器 |
| CN102591222A (zh) * | 2012-02-09 | 2012-07-18 | 成都阜特科技有限公司 | 一种信号隔离转换器的信号处理输出方法 |
| CN110955172A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-04-03 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路 |
-
2010
- 2010-11-03 CN CN2010205960692U patent/CN201844841U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102591280A (zh) * | 2012-02-09 | 2012-07-18 | 成都阜特科技有限公司 | 一种信号隔离转换器 |
| CN102591222A (zh) * | 2012-02-09 | 2012-07-18 | 成都阜特科技有限公司 | 一种信号隔离转换器的信号处理输出方法 |
| CN102591280B (zh) * | 2012-02-09 | 2014-05-14 | 成都阜特科技股份有限公司 | 一种信号隔离转换器 |
| CN110955172A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-04-03 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种带输出自检测功能的电隔离型0mA-20mA驱动电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201844841U (zh) | 一种全隔离的频率信号采集与转换装置 | |
| CN202940571U (zh) | 一种微机智能低压电动机保护器 | |
| CN204652350U (zh) | 智能模数转换装置 | |
| CN203241552U (zh) | 基于Zigbee的车载气象监测系统 | |
| CN208141195U (zh) | 一种用于新型交流传动电力机车的牵引变流器控制单元 | |
| CN207010540U (zh) | 电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源 | |
| CN205247135U (zh) | 多路信号智能集成测控系统 | |
| CN108172057A (zh) | 并联式混合动力汽车能量流动示教板 | |
| CN201251513Y (zh) | 一种多通道信号发生器插件 | |
| CN204119103U (zh) | 一种基于高压变频器的编码器信号采集拓扑结构 | |
| CN208656679U (zh) | 一种轮毂电机集成驱动控制装置 | |
| CN106891765A (zh) | 一种用于车载移动充电装置的can总线接口 | |
| CN216900704U (zh) | 一种能耗计量系统 | |
| CN203800838U (zh) | 一种逆变数码发电机的逆变器 | |
| CN208506127U (zh) | 一种带充电控制的交流电表 | |
| CN203981763U (zh) | 一种智能电子电流表 | |
| CN105547357B (zh) | 一种基于风电机组型式试验的多功能一体化测试系统 | |
| CN202615163U (zh) | 基于高性能dsp的主控板电路 | |
| CN204030973U (zh) | 一种风力发电机偏航系统 | |
| CN202372844U (zh) | 列车网络控制及监控系统远程输入输出模块 | |
| CN204236385U (zh) | 一种用于汽车的电能分配电路 | |
| CN203894590U (zh) | Cit通风控制系统的监控器 | |
| CN202382808U (zh) | 模块式油位传感器 | |
| CN113922511A (zh) | 一种铁路线路工程保障车智能供电控制装置 | |
| CN202994346U (zh) | 一种柴油发动机测功装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110525 Termination date: 20121103 |