CN205091910U - 一种抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种信号采集及通讯电路，尤其是涉及一种带光纤通讯的模拟量信号采集电路。一种抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，包括电源电路、模拟信号采集及预处理电路、单片机电路，电源电路为后续提供稳定的工作电源，模拟信号采集及预处理电路将收集的模拟信号处理后提供给单片机做模数转换，单片机电路将接收的模拟信号处理以后通过光纤接收和光纤发射电路进行收发。本实用新型使用光纤通讯，强磁场对其产生的影响微乎其微，从而可以远距离下使用高波特率进行数据传输，相对于原有采集电路，有更强的抗干扰能力，远距离传输有更高的传输速率。实现方式简单，价格便宜，大大的节约了成本，而且增加了产品的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号采集及通讯电路，尤其是涉及一种带光纤通讯的模拟量信号采集电路，适用于有强磁场干扰的模拟量采集环境。
背景技术
随着电子产品的日渐增多，产品抗电磁干扰成了首要解决的问题之一。在一些使用环境中，磁场耦合到线路中直接影响到电平状态，导致数据不能及时、准确、有效的发送出去。
发明内容
本实用新型针对现有技术不足，提出了一种带光纤通讯的模拟量信号处理及通讯电路，使用光纤通讯，强磁场对其产生的影响微乎其微，从而能够保证模拟量精确、快速的采集，准确、远距离的传输。
本实用新型所采用的技术方案：
一种抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，包括电源电路、模拟信号采集及预处理电路、单片机电路，电源电路为后续提供稳定的工作电源，模拟信号采集及预处理电路将收集的模拟信号处理后提供给单片机做模数转换，设有光纤接收电路和光纤发射电路分别与所述单片机电路中单片机的串行通信端口连接，单片机电路将接收的模拟信号处理以后通过所述光纤接收和光纤发射电路进行收发。
所述的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，光纤接收电路主要由非门芯片74HCT14及光纤接收模块HFBR_2412组成，5V电源与光纤接收模块HFBR_2412的第2脚相连，同时通过电阻Rx25与第6脚相连，光纤接收模块HFBR_2412的第6脚与非门芯片74HCT14的第1脚相连，所述非门芯片74HCT14的串行通信接口与单片机的RXD相连；所述光纤发射电路主要由与门芯片SN75451及光纤发射模块HFBR_1414组成，5V电源通过电阻Rx23、Rx24分别接入与门芯片SN75451的第1、3脚，与门芯片SN75451的第2脚与光纤发射模块HFBR_1414的第2、6、7相连，同时单片机的RXD相连。
单片机电路由电阻R4和电容C9组成阻容复位电路，电容C16、C18和晶振Y1组成时钟电路，与单片机PIC16F722共同组成单片机最小系统。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，采用光纤通讯模块，强磁场对其产生的影响微乎其微，从而可以远距离下使用高波特率进行数据传输，配合10KHZ的采样频率信号采集的更准，传输的更快。相对于原有采集电路，有更强的抗干扰能力，远距离传输有更高的传输速率。
2、本实用新型抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，实现方式简单，价格便宜，抗干扰能力强，大大的节约了成本；而且增加产品的稳定性，可根据用户的需求增减部分功能；对用户来说，使用非常方便。模块之间可以互联，并可以通过设置拨码开关区分地址信号，实现多个光纤采集模块组成环网，光纤环链路没有数量限制。
附图说明
图1是本实用新型模拟信号处理及通讯电路的方框图；
图2是本实用新型模拟信号处理及通讯电路的单片机电路原理图；
图3是本实用新型模拟信号处理及通讯电路的光纤接收电路原理图；
图4是本实用新型模拟信号处理及通讯电路的光纤发射电路原理图；
图5是本实用新型模拟信号处理及通讯电路中参考电压产生电路；
图6是本实用新型模拟信号处理及通讯电路中模拟信号采集与预处理电路；
图7是本实用新型模拟信号处理及通讯电路光纤环网结构示意图；
图8、图9所示为本实用新型模拟信号处理及通讯电路的电源电路。
具体实施方式
参见图1，本实用新型抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，包括电源电路、模拟信号采集及预处理电路、单片机电路，电源电路为后续提供稳定的工作电源，模拟信号采集及预处理电路将收集的模拟信号处理后提供给单片机做模数转换，设有光纤接收电路和光纤发射电路分别与所述单片机电路中单片机的串行通信端口连接，单片机电路将接收的模拟信号处理以后通过所述光纤接收和光纤发射电路进行收发。
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
参见图1、图2～图4，本实施例的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，单片机电路由电阻R4和电容C9组成阻容复位电路，电容C16、C18和晶振Y1组成时钟电路，与单片机PIC16F722共同组成单片机最小系统。
光纤收发电路使用安捷伦光纤模块HFBR2412、HFBR1414成对使用。发送端使用与门SN75451做IO口驱动扩展，接收端使用非门74HCT14做波形整形。
5V通过电阻Rx23、Rx24分别接入与门芯片SN75451的第1、3脚，单片机PIC16F722接入与门芯片SN75451第2脚，与门芯片SN75451的第2脚与光纤发射模块HFBR_1414的第2、6、7相连，将电信号转换成光信号，通过光纤将数据发送出去。
5V与光纤接收模块HFBR_2412的第2脚相连，同时通过电阻Rx25与第6脚相连。光纤接收模块HFBR_2412的第2脚与非门74HCT14的第1脚相连，经过非门将电平信号两次反向，整形以后与单片机的RXD相连，实现了光信号到电信号的转换，单片机可以通过串口接收光纤上的数据。
实施例2
参见图5，本实施例所述的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，与实施例1的不同之处在于：含有参考电压电路，12V电源通过电阻R11与LM285第8脚连接，再接入R12和PT1000温敏电阻R13与LM285第5脚连接，LM285第5脚再通过R14和PT1000温敏电阻R15与地连接构成反馈电路，使得参考电压输出能够有较好的温度特性，满足温度补偿的要求。
本实用新型的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，模拟信号采集及预处理电路将4—20mA电流通过50欧电阻转换为电压信号，然后通过跟随电路放大到0.66—3.3V，送入单片机进行转换（AD转换）处理，最后通过光纤将数据发送出去。
具体可以采用的模拟信号采集与预处理电路如图6所示：模拟信号信号经过电阻Ra24、Ra25产生直流电压信号，电容Ca19、Ca20以及电感La07组成滤波电路，电阻Ra26、Ra27、Ra28、以及运放LM358D构成跟随电路，对输入的信号做进一步的处理，再由电容Ca23、Ca24电感La08构成滤波电路，经过稳压管1N4733做稳压电路，防止电压过高对单片机IO口造成破坏。
如图7所示，本实用新型的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，实际使用中，可以采用多模光纤收发器实现多模环发。采集模块上电后，将采集的模拟量通过光纤环发送至下一级，最终光纤环整个链路数据采集完成后送至工业现场主机。
图8、图9所示为本实用新型模拟信号处理及通讯电路的电源电路。
Claims (5)
1.一种抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，包括电源电路、模拟信号采集及预处理电路、单片机电路，电源电路为后续提供稳定的工作电源，模拟信号采集及预处理电路将收集的模拟信号处理后提供给单片机做模数转换，其特征在于：设有光纤接收电路和光纤发射电路分别与所述单片机电路中单片机的串行通信端口连接，单片机电路将接收的模拟信号处理以后通过所述光纤接收和光纤发射电路进行收发。
2.根据权利要求1所述的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，其特征在于：所述光纤接收电路主要由非门芯片74HCT14及光纤接收模块HFBR_2412组成，5V电源与光纤接收模块HFBR_2412的第2脚相连，同时通过电阻Rx25与第6脚相连，光纤接收模块HFBR_2412的第6脚与非门芯片74HCT14的第1脚相连，所述非门芯片74HCT14的串行通信接口与单片机的RXD相连；
所述光纤发射电路主要由与门芯片SN75451及光纤发射模块HFBR_1414组成，5V电源通过电阻Rx23、Rx24分别接入与门芯片SN75451的第1、3脚，与门芯片SN75451的第2脚与光纤发射模块HFBR_1414的第2、6、7相连，同时单片机的RXD相连。
3.根据权利要求2所述的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，其特征在于：所述单片机电路由电阻R4和电容C9组成阻容复位电路，电容C16、C18和晶振Y1组成时钟电路，与单片机PIC16F722共同组成单片机最小系统。
4.根据权利要求1、2或3所述的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，其特征在于：含有参考电压电路，12V电源通过电阻R11与LM285第8脚连接，再接入R12和PT1000温敏电阻R13与LM285第5脚连接，LM285第5脚再通过R14和PT1000温敏电阻R15与地连接构成反馈电路，使得参考电压输出能够有较好的温度特性，满足温度补偿的要求。
5.根据权利要求1、2或3所述的抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路，其特征在于：所述模拟信号采集及预处理电路将输入的模拟信号进行处理，送入单片机进行转换：模拟信号信号经过电阻Ra24、Ra25产生直流电压信号，电容Ca19、Ca20以及电感La07组成滤波电路，电阻Ra26、Ra27、Ra28、以及运放LM358D构成跟随电路，对输入的信号做进一步的处理，再由电容Ca23、Ca24电感La08构成滤波电路，经过稳压管1N4733做稳压电路，防止电压过高对单片机IO口造成破坏。
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| CN201520923620.2U CN205091910U (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 一种抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路 |
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| CN201520923620.2U Active CN205091910U (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 一种抗强磁干扰的模拟信号处理及通讯电路 |
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2015
- 2015-11-19 CN CN201520923620.2U patent/CN205091910U/zh active Active
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