CN203551585U - 一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，包括正、负差分输入端、电桥和运算放大器；所述电桥包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻；所述第一电阻和第二电阻的各一端分别连接一个直流电源；所述第三电阻和第四电阻的各一端分别接地；所述第一电阻和第二电阻的各另一端分别连接所述运算放大器的正输入端和负输入端；所述第三电阻和第四电阻的各另一端分别连接所述正差分输入端、负差分输入端；所述第一电阻的另一端和第三电阻的另一端通过一个第五电阻相连接；所述第二电阻的另一端和第四电阻的另一端通过一个第六电阻和一个第七电阻相连接，所述第六电阻与第七电阻相互串联。本实用新型可采集更高频率的转速信号且兼容各车型。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车发动机转速信号采集电路，特别涉及一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路。
背景技术
当前，汽车发动机转速信号的采集一般采用光电耦合的方法，该方法采用光耦合器将汽车发动机的差分转速信号通过电—光—电的方式转换为CPU可以识别的方波信号，存在采集速度受限、需要转速传感器有一定的驱动能力或弱信号时根本无法采集等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，通过结合改进后的电桥和运算放大器，将发动机的转速差分信号转换为方波信号，以使CPU能够采集。该方案可以较好地解决光耦方法所存在的问题，并且可以实现对不同车型的兼容。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，包括正差分输入端、负差分输入端、电桥和运算放大器；
所述电桥包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻；所述第一电阻和第二电阻的各一端分别连接一个直流电源；所述第三电阻和第四电阻的各一端分别接地；所述第一电阻和第二电阻的各另一端分别连接所述运算放大器的正输入端和负输入端；所述第三电阻和第四电阻的各另一端分别连接所述正差分输入端、负差分输入端；所述第一电阻的另一端和第三电阻的另一端通过一个第五电阻相连接；所述第二电阻的另一端和第四电阻的另一端通过一个第六电阻和一个第七电阻相连接，所述第六电阻与第七电阻相互串联；
所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值设置为均小于所述运算放大器的内部电阻的阻值，所述直流电源的电压设置为小于或等于所述运算放大器的工作电压；所述第一电阻、第三电阻、第五电阻的阻值分别等于所述第二电阻、第四电阻、第六电阻的阻值。
所述第七电阻的阻值可变。
所述运算放大器的输出连接CPU的信号采集端口。
所述正差分输入端通过一个第一电容连接到所述第三电阻的另一端，所述负差分输入端通过一个第二电容连接到所述第四电阻的另一端。
所述第三电阻的另一端与所述第一电容之间还连接一个第八电阻，所述第四电阻的另一端与所述第二电容之间还连接一个第九电阻，所述第八电阻的阻值设置为等于所述第九电阻的阻值。
所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻的阻值均相等。
由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1.本实用新型通过结合改进后的电桥和运算放大器，将发动机的转速差分信号转换为方波信号，以使CPU能够采集。相对于传统的光耦方法：本实用新型的信号转换过程的延迟大大减小，几乎可以忽略不计，因而能够采集更高频率的转速信号；本实用新型不需要驱动光电二极管，因此对转速传感器的驱动能力的要求大大降低，且能够采集弱信号。
2.本实用新型设定电桥的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值均小于所述运算放大器的内部电阻的阻值，同时设定所述直流电源的电压小于或等于所述运算放大器的工作电压，从而当输入的差分信号电压幅度大于VCC或小于地电压时，电流将大部分通过第一电阻和第二电阻流到电源VCC，或大部分通过第三电阻和第四电阻流到地，使运算放大器得到保护。
3.本实用新型通过将电桥的第一电阻、第三电阻、第五电阻的阻值分别设定为等于所述第二电阻、第四电阻、第六电阻的阻值，使直流电源体现在运算放大器的两个输入端的信号为共模信号，而运算放大器能够抑制该共模信号，从而不受直流电源的干扰；同时，本实用新型相对于光耦方法来说，输入阻抗高，对原始的差分输入信号影响较小，能够较真实的还原信号。
4.本实用新型通过在电桥的第二电阻和第六电阻之间连接一个阻值可变的第七电阻，可以实现对不同车型的发动机转速信号的采集。针对不同车型的发动机，转速信号的电压幅度不一致，而通过配置所述第七电阻的阻值，即可调节运算放大器的电压判别阈值，从而实现对不同车型的兼容。
5.本实用新型通过采用第一电容和第二电容分别对正差分输入信号和负差分输入信号进行信号隔直，从而避免当差分信号的直流分量接近或大于运算放大器的工作电压时，运算放大器的两个输入端的电压大于电源电压，而使运算放大器无法工作。
附图说明
图1为本实用新型实施例的原理结构示意图。
具体实施方式
实施例，
以下通过具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示，本实用新型提供了一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，包括正差分输入端P+、负差分输入端P-、电桥和运算放大器U1A；
所述电桥包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4；所述第一电阻R1和第二电阻R2的各一端分别连接一个直流电源VCC；所述第三电阻R3和第四电阻R4的各一端分别接地；所述第一电阻R1和第二电阻R2的各另一端分别连接所述运算放大器U1A的正输入端和负输入端；所述第三电阻R3和第四电阻R4的各另一端分别连接所述正差分输入端P+、负差分输入端P-；所述第一电阻R1的另一端和第三电阻R3的另一端通过一个第五电阻R5相连接；所述第二电阻R2的另一端和第四电阻R4的另一端通过一个第六电阻R6和一个第七电阻R7相连接，所述第六电阻R6与第七电阻R7相互串联；
所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的阻值设置为均小于所述运算放大器U1A的内部电阻的阻值，所述直流电源VCC的电压设置为小于或等于所述运算放大器U1A的工作电压，从而保护运算放大器U1A不受突发大电压输入的破坏；所述第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5的阻值分别等于所述第二电阻R2、第四电阻R4、第六电阻R6的阻值，使直流电源体现在运算放大器的两个输入端的信号为共模信号，而运算放大器能够抑制该共模信号，从而不受直流电源的干扰。
作为一种优选，所述第七电阻R7的阻值可变，以调节运算放大器的电压判别阈值，从而实现转速信号采集电路对不同车型的兼容。
作为一种优选，所述运算放大器U1A的输出连接CPU的信号采集端口，由CPU采集运算放大器U1A输出的方波信号。
作为一种优选，所述正差分输入端P+通过一个第一电容C1连接到所述第三电阻R3的另一端，所述负差分输入端P-通过一个第二电容C2连接到所述第四电阻R4的另一端，以对差分输入信号进行隔直。
作为一种优选，所述第三电阻R3的另一端与所述第一电容C1之间还连接一个第八电阻R8，所述第四电阻R4的另一端与所述第二电容C2之间还连接一个第九电阻R9，所述第八电阻R8的阻值设置为等于所述第九电阻R9的阻值，从而对输入电桥的信号进行限流。
作为一种优选，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6的阻值均相等。
本实用新型的具体工作过程为：如图1所示，当正差分输入端P+和负差分输入端P-没有转速信号输入时，由于第七电阻R7的作用，运算放大器U1A的负输入端电压大于正输入端，因此运算放大器U1A输出低电平；当正差分输入端P+和负差分输入端P-输入转速信号时，在转速信号的上升沿，图1中，3点电压上升，4点的电压下降，进而1点电压上升而2点电压下降，一直到1点电压大于2点的电压，这时运算放大器U1A的输出变为高电平；而在转速信号的下降沿则反之，当1点电压小于2点的电压时，运算放大器U1A输出低电平。该过程可实现将转速信号转换为CPU可以检测的标准方波，其中第七电阻R7的分压可以控制转速信号未输入的初始时刻2点电压大于1点电压的多少，进而控制转速差分电压的阈值，从而能够较好地兼容各种车型。
上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，其特征在于，包括：正差分输入端、负差分输入端、电桥和运算放大器；
所述电桥包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻；所述第一电阻和第二电阻的各一端分别连接一个直流电源；所述第三电阻和第四电阻的各一端分别接地；所述第一电阻和第二电阻的各另一端分别连接所述运算放大器的正输入端和负输入端；所述第三电阻和第四电阻的各另一端分别连接所述正差分输入端、负差分输入端；所述第一电阻的另一端和第三电阻的另一端通过一个第五电阻相连接；所述第二电阻的另一端和第四电阻的另一端通过一个第六电阻和一个第七电阻相连接，所述第六电阻与第七电阻相互串联；
所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值设置为均小于所述运算放大器的内部电阻的阻值，所述直流电源的电压设置为小于或等于所述运算放大器的工作电压；所述第一电阻、第三电阻、第五电阻的阻值分别等于所述第二电阻、第四电阻、第六电阻的阻值。
2.如权利要求1所述的一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，其特征在于，所述第七电阻的阻值可变。
3.如权利要求1所述的一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，其特征在于，所述运算放大器的输出连接CPU的信号采集端口。
4.如权利要求1或2或3所述的一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，其特征在于，所述正差分输入端通过一个第一电容连接到所述第三电阻的另一端，所述负差分输入端通过一个第二电容连接到所述第四电阻的另一端。
5.如权利要求4所述的一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，其特征在于，所述第三电阻的另一端与所述第一电容之间还连接一个第八电阻，所述第四电阻的另一端与所述第二电容之间还连接一个第九电阻，所述第八电阻的阻值设置为等于所述第九电阻的阻值。
6.如权利要求1所述的一种电平阈值可配置的差分转速信号采集电路，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻的阻值均相等。
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| CN104952238A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-30 | 武汉合康动力技术有限公司 | 一种基于rs422芯片实现车速采集电路 |
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