CN205070973U - 一种由手动开关触发的模拟信号保持电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，包括电流转电压电路、信号保持电路、消抖电路和电压转电流电路，所述信号保持电路的输入与电流转电压电路、消抖电路分别相电连接，所述信号保持电路的输出与电压转电流电路相电连接。本实用新型提供的技术方案使得烟气分析仪具有信号保持功能，而且电路结构简单、成本低，便于推广使用。

Description

一种由手动开关触发的模拟信号保持电路

技术领域

本实用新型涉及一种使烟气分析仪具有信号保持功能的由手动开关触发的模拟信号保持电路。

背景技术

在CEMS(在线烟气监测系统)中，烟气分析仪是核心设备。它的作用是检测烟气浓度，将数据转化成工业标准信号后变送输出。烟气分析仪可以输出多种类型的信号，有数字信号、开关信号、各种模拟信号，输出的信号送给DCS或者当地环保部门。其中4～20mA电流是最常见的信号类型。日常工作中，有时需要将CEMS切换到维护状态，在此期间，要求CEMS信号保持在切换前的数值。因此期望烟气分析仪具备信号保持功能。但是，市场上不是所有型号的产品都有这个功能，即使是具有信号保持功能，也是由信号隔离器、开关和中间继电器构成，电路虽然简单方便，但却有两个明显缺点：其一，在实际使用中，开关、中间继电器的触点吸合与开启过程中，会产生电磁干扰，这种干扰会被后级设备(DCS、数据采集仪等)捕捉，所以需要对电路做改进，这样原来很简单的设计方案变得比较复杂，还增加费用；其二，信号隔离器(模块)价格比较贵，成本上不经济。

因此，给那些不具备信号保持功能的烟气分析仪增加一个低成本、结构简单的功能电路是很有必要的。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本实用新型解决的首要技术问题是提供一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，使得烟气分析仪具有信号保持功能，且具有电路结构简单、成本低的优点。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，包括电流转电压电路、信号保持电路、消抖电路和电压转电流电路，所述信号保持电路的输入与电流转电压电路、消抖电路分别相电连接，所述信号保持电路的输出与电压转电流电路相电连接。

进一步改进为，所述电流转电压电路包括两个相关联连接的第一运算放大器和第二运算放大器。

进一步改进为，所述信号保持电路包括相关联连接的第三运算放大器、模拟信号开关和第四运算放大器。

进一步改进为，所述消抖电路包括开关、RC积分电路和斯密特触发器，所述RC积分电路的一端与开关相连接，另一端与所述斯密特触发器的输入端相连接，所述斯密特触发器的输出端与信号保持电路中的模拟信号开关相连接。

进一步改进为，所述电压转电流电路包括相关联连接的第五运算放大器和三极管。

进一步改进为，所述开关为手动开关。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

1、本实用新型提供的模拟信号保持电路为普通烟气分析仪增加了信号保持功能，同时与现有技术相比，彻底避免了开关切换的电磁干扰问题，而且电路结构简单、成本低，便于推广使用。

2、本实用新型提供的模拟信号保持电路与现有技术相比，将中间继电器替换为模拟信号开关，从而避免了电磁器件对电路产生干扰。

3、本实用新型提供的模拟信号保持电路与现有技术相比，增加了消抖电路，使得电路具有消抖功能，从而解决了手动开关对电路造成干扰。

附图说明

图1为本实用新型一种由手动开关触发的模拟信号保持电路的电路连接关系示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，包括电流转电压电路1、信号保持电路2、消抖电路3和电压转电流电路4，信号保持电路2的输入与电流转电压电路1、消抖电路3分别相电连接，信号保持电路2的输出与电压转电流电路4相电连接。

电流转电压电路1包括两个相关联连接的第一运算放大器(运放1)、第二运算放大器(运放2)。具体地，第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的同相输入端相连接，电流信号输入连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的同相输入端连接有一电阻，且该电阻一端接地，第一运算放大器的反相输入端连接有两个阻值相同的电阻，两个电阻中一个接地，另一个连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的同相输入端之间连接有一电阻，第二运算放大器的同相输入端连接有一电阻，该电阻与第一运算放大器、第二运算放大器之间的电阻的阻值相同，第二运算放大器反相输入端连接于第二运算放大器的输出端。

信号保持电路2包括相关联连接的第三运算放大器(运放3)、模拟信号开关和第四运算放大器(运放4)。具体地，第二运算放大器的输出端与第三运算放大器同相输入端相连接，模拟信号开关为4066集成电路，模拟信号开关的A端连接于第三运算放大器的输出端，模拟信号开关的B端与第四运算放大器的同相输入端相连接，且模拟信号开关的B端与第四运算放大器的同相输入端之间串联有两个电阻，两个电阻之间连接有一电容，该电容另一端接地，第四运算放大器的输出端通过一电阻与第四运算放大器的反相输入端相连接，第四运算放大器的输出端与电压转电流电路4相连接。

消抖电路3包括开关、RC积分电路和斯密特触发器，RC积分电路的一端与开关相连接，另一端与斯密特触发器的输入端相连接，斯密特触发器的输出端与模拟信号开关的C端相连接，其中开关为手动开关。

电压转电流电路4包括相关联连接的第五运算放大器(运放5)和三极管。具体地，第五运算放大器的同相输入端连接有两并联的电阻，其中一电阻与第四运算放大器的输出端相连接，第五运算放大器的输出端通过一个电阻与三极管的基极相连接，第五运算放大器的反相输入端通过一个电阻与三极管的发射极相连接，三极管的发射极连接有一滑动变阻器，滑动变阻器的另一端接地，第五运算放大器的负电源端接地，第五运算放大器的正电源端与三极管的集电极之间连接有负载电阻，且负载电阻与另一电阻相串联连接。

工作原理：从烟气分析仪送来的4-20mA电流信号进入由运放1、运放2等元件构成的电流转电压电路1，将原始信号转变成0-5V电压信号，再进入由运放3、模拟信号开关4066、运放4等元件构成的信号保持电路2，最后进入由运放5、三极管BG9013等元件构成的电压转电流电路4，将0-5V电压信号还原成4-20mA电流信号。模拟信号开关4066的开关控制信号由消抖电路3控制。

信号保持电路2中的47u电容是关键元件，系统正常运行时，手动开关5开启，模拟信号开关4066的控制端C是高电平，4066的B端的输出电压等于A端输入电压，信号通过。当需要手动开关5闭合时，4066的控制端C是低电平，4066的A端到B端的通道呈高阻状态，信号不能通过。这时运放4的输入端电压由47u电容储存的电能提供，信号保持电路2输出电压维持在开关闭合前的数值。因为4066呈高阻，运放4的输入电阻无穷大，所以电容内的电能无法释放，保持电压可以维持很长时间。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，其特征在于：包括电流转电压电路、信号保持电路、消抖电路和电压转电流电路，所述信号保持电路的输入与电流转电压电路、消抖电路分别相电连接，所述信号保持电路的输出与电压转电流电路相电连接。

2.根据权利要求1所述的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，其特征在于：所述电流转电压电路包括两个相关联连接的第一运算放大器和第二运算放大器。

3.根据权利要求1所述的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，其特征在于：所述信号保持电路包括相关联连接的第三运算放大器、模拟信号开关和第四运算放大器。

4.根据权利要求3所述的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，其特征在于：所述消抖电路包括开关、RC积分电路和斯密特触发器，所述RC积分电路的一端与开关相连接，另一端与所述斯密特触发器的输入端相连接，所述斯密特触发器的输出端与信号保持电路中的模拟信号开关相连接。

5.根据权利要求1所述的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，其特征在于：所述电压转电流电路包括相关联连接的第五运算放大器和三极管。

6.根据权利要求4所述的一种由手动开关触发的模拟信号保持电路，其特征在于：所述开关为手动开关。