CN202694067U - 一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置 - Google Patents

一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置，包括输入电路和至少一路输出电路，所述输入电路分别通过隔离芯片与各个输出电路连接，所述输入电路包括输入放大器，A/D转换器、MCU和掉电保护存储器，输出电路包括D/A转换器和输出放大器，且所述输出电路均为相同电路，输入电路MUC配合高速A/D采样，通过高速磁隔离器件传送给多路高速D/A转换器，来实现一路输入多路输出的信号隔离技术。通过磁隔离技术的隔离器能够使所接收的信号进行隔离，防止信号相互干扰信号隔离放大效果好，比原先的一对一传输降低了成本，适宜在在大功率电源并机、电站及高速铁路等大系统中应用。

Description

一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置
技术领域
本实用新型涉及信号隔离传输技术，尤其是涉及一种基于数字技术的一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置。
背景技术
在工业测控系统中，为避免信号在不同子系统中传输时因为系统不共地以及共模干扰等原因造成信号干扰，均采用电气隔离传输方案。常规的隔离传输一般为一对一，采用的技术为线性隔离光耦或者隔离放大器，带来的问题是隔离传输反应速度与精度指标难于同时保证。同时，目前在一对多应用场合均采用多只一对一隔离器并联，成本较高。
随着自动控制技术的广泛应用，目前在大功率电源并机、电站及高速铁路等大系统中，一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置应用越来越多。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置。
    为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置，包括输入电路和至少一路输出电路，所述输入电路分别通过隔离芯片与各个输出电路连接，所述输入电路包括输入放大器，A/D转换器、MCU和掉电保护存储器，输出电路包括D/A转换器和输出放大器，且所述输出电路均为相同电路；输入放大器输入端正端接输入信号，输入端负端接地，参考端给定一个参考电压VR0，使双极性输入信号通过放大器转换为单极性信号，输入放大器正端输入端和输出端之间有一个增益调整电阻RG0，通过调整电阻以适应不同动态范围的输入信号，输入放大器输出端与A/D转换器连接，A/D转换器与MCU连接，掉电保护存储器与MCU连接，MCU输出信号通过隔离芯片连接到D/A转换器,D/A转换器与输出放大器的输入端正端连接，输出放大器的输入端负端接地，参考端给定一个参考电压VR1，使单极性输入信号通过放大器转换为双极性信号，输出端与A/D转换器连接，输出放大器输入端正端和输出端之间有一个增益调整电阻RG1，通过调整电阻以输出不同动态范围的输入信号；所述输入电路由第一隔离DC/DC电源供电，各个输出电路分别由第二隔离DC/DC电源供电。
作为优选，所述的输出电路为8路。
本实用新型的有益效果在于：通过磁隔离技术的隔离器能够使所接收的信号进行隔离，防止信号相互干扰，经过隔离的信号通过D/A转换器转换后再通过输出放大器进行放大后，进行信号的传输，信号隔离放大效果好，比原先的一对一传输降低了成本，适宜在在大功率电源并机、电站及高速铁路等大系统中应用。
附图说明
    图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
图1为一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置电气原理框图。图一中仅画出了2路隔离输出，实际的电路可以选择更多的输出路数，典型的优选结构是8路输出结构。一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置包括输入电路和两路输出电路，输入电路分别通过隔离芯片与各个输出电路连接，输入电路包括输入放大器，A/D转换器、MCU和掉电保护存储器，输出电路包括A/D转换器和输出放大器，且所述输出电路均为相同的电路，输入放大器输入端正端接输入信号，输入端负端接地，参考端给定一个参考电压VR0，使双极性输入信号通过放大器转换为单极性信号，输入放大器输入端正端和输出端之间有一个增益调整电阻RG0，通过调整电阻以适应不同动态范围的输入信号；输入放大器输出端与A/D转换器连接，A/D转换器与MCU连接，掉电保护存储器与MCU相连，MCU输出信号通过隔离芯片连接到多路输出部分的D/A转换器,以第一路输出部分为例，D/A转换器与输出放大器的输入端正端连接，输出放大器的输入端负端接地；输入电路由第一隔离DC/DC电源供电，输出电路由第二隔离DC/DC电源供电。
一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置由输入电路的MCU控制，完成原始信号的A/D转换器采样，数字校准处理后，并行输出给多路输出的D/A转换器，采用数字校准技术彻底杜绝了模拟电位器的触点长期漂移问题。数据采集选用12位逐次比较型A/D转换器，采样速度不低于200KHz。MCU设置在了输入端，能够以100KHz以上的速度完成A/D转换器采样到D/A转换器输出的循环工作。输入与输出之间的零点与满度校准采用了数字校准技术，输入与输出的所有零点和满度值均采用数字方式存储于掉电保护存储器中。本实用新型中，电路的工作时序：1.MUC控制A/D转换器A/D采样；2.MCU通过时钟线CLK与片选线CS同时为多路输出D/A转换器提供时钟与片选，同时给多路D/A转换器提供输入信号DIX（X=1,2,3…）等数据，控制多路D/A并行输出。
输入放大器采用仪用放大器，优选的芯片为AD620；A/D转换器为200KHz以上采样率的12位产品，优选的A/D芯片为ADS7816；MCU是高速单片机，优选型号为STM32F103RC；隔离器采用ADI公司磁耦隔离技术的通用型数字隔离器，优选型号为ADUM1301A；D/A转换器采用输出稳定时间高于5μs的12位D/A，优选芯片型号为DAC8043；输出放大器采用仪用放大器，优选的芯片型号为AD620；隔离电源的供电使用24V的直流电源。

Claims (2)

1.一种一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置，其特征在于：包括输入电路和至少一路输出电路，所述输入电路分别通过隔离芯片与各个输出电路连接，所述输入电路包括输入放大器，A/D转换器、MCU和掉电保护存储器，输出电路包括D/A转换器和输出放大器，且所述输出电路均为相同电路；输入放大器输入端正端接输入信号，输入端负端接地，参考端给定一个参考电压VR0，使双极性输入信号通过放大器转换为单极性信号，输入放大器输入端正端和输出端之间有一个增益调整电阻RG0，通过调整电阻以适应不同动态范围的输入信号，输入放大器输出端与A/D转换器连接，A/D转换器与MCU连接，掉电保护存储器与MCU连接，MCU输出信号通过隔离芯片连接到多路输出部分的D/A转换器,D/A转换器与输出放大器的输入端正端连接，输出放大器的输入端负端接地，参考端给定一个参考电压VR1，使单极性输入信号通过放大器转换为双极性信号，输出放大器输入端正端和输出端之间有一个增益调整电阻RG1，通过调整电阻以输出不同动态范围的输入信号；所述输入电路由第一隔离DC/DC电源供电，各个输出电路分别由第二隔离DC/DC电源供电。
2.根据权利要求1所述的一路输入多路输出模拟信号隔离传送装置，其特征在于：所述输出信号为8路。
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