CN205179005U - 转速传感器信号调理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种转速传感器信号调理电路，包括用于转速传感器信号输入的第一接口等，第一电阻和可调电位器分压后连接于运算比较器的同相输入端，精密电压基准经第二电容稳压滤波后连接于运算比较器的反相输入端，第三电阻连接于运算比较器的第一电源端和输出端之间，滞环比较器的第一端连接第一电源端，滞环比较器的第二端连接运算比较器的输出端，滞环比较器的输出端经第四电阻连接于高速光耦隔离器的阴极，高速光耦隔离器的阳极连接于第一电源端，高速光耦隔离器的输出端经第五电阻与第二电源端连接，第二接口与高速光耦隔离器的输出端连接。本实用新型可将幅值为3V～24V之间的转速信号变换为稳定的方波信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种调理电路，具体地，涉及一种转速传感器信号调理电路。
背景技术
转速传感器信号的常规处理方法针对磁电传感器、光电传感器和霍尔传感器信号特点，分别设计信号调理电路，由于转速传感器型号众多，且传感器信号受安装间隙、转速等因素影响，在现场使用时，由于转速信号的波动和现场干扰，还会产生信号毛刺，使得比较器输出后波形失真，传统的转速调理电路只能适应一种类型传感器，其应用受到很大限制。有人结合单片机控制系统，通过单片机A/D采集原始信号，进而确定得到比较器参考电压，进而对转速信号进行调理，但该方法成本较高，需采用复杂的单片机系统，且信号较强时，会超出比较器允许的最高输入电压，造成元器件损坏，可靠性不高。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种转速传感器信号调理电路，其可将幅值为3V～24V之间的转速信号(包括正弦信号、方波信号和锯齿波信号)变换为稳定的方波信号。
根据本实用新型的一个方面，提供一种转速传感器信号调理电路，其特征在于，包括用于转速传感器信号输入的第一接口、精密电压基准电路、运算比较器、滞环比较器、高速光耦隔离器、用于输出转速方波信号的第二接口、第一电阻、可调电位器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容，第三电容、第一电阻都与第一接口连接，第一电阻和可调电位器分压后连接于运算比较器的同相输入端，精密电压基准经第二电容稳压滤波后连接于运算比较器的反相输入端，第三电阻连接于运算比较器的第一电源端和输出端之间，滞环比较器的第一端连接第一电源端，滞环比较器的第二端连接运算比较器的输出端，滞环比较器的输出端经第四电阻连接于高速光耦隔离器的阴极，高速光耦隔离器的阳极连接于第一电源端，高速光耦隔离器的输出端经第五电阻与第二电源端连接，第二接口与高速光耦隔离器的输出端连接。
优选地，所述精密电压基准电路的型号为MC1403，精密电压基准电路的Vin针脚与一个第一电容连接，精密电压基准电路的Vin针脚接第一电源端，GND针脚接地，精密电压基准电路的Vout针脚提供2.5V电压基准并连接于运算比较器的反相输入端。
优选地，所述运算比较器为LM393型双电压比较器集成电路。
优选地，所述滞环比较器为HEF4093型施密特触发器，HEF4093型施密特触发器的Vdd针脚和Vss针脚与一个第五电容连接，HEF4093型施密特触发器的Vss针脚接地，HEF4093型施密特触发器的O1针脚经第四电阻R4连接于高速光耦隔离器的阴极针脚。
优选地，所述高速光耦隔离器采用HCPL0600型高速光耦隔离芯片，高速光耦隔离器为结合发光二极管和高增益光检测器的光学耦合逻辑门器件，高速光耦隔离器的Vcc针脚和GND针脚都与一个第一电容连接，HCPL0600光电耦合器的OUT针脚连接第二接口。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：本实用新型针对不同类型传感器输出信号幅值的差异，电路采用电阻R1和可调电位器R2进行分压得到运算比较器的同相输入端电压，通过调节可调电位器的阻值，使得磁电传感器原始信号幅值可以高达24V以上，而运算比较器等后续元器件不受影响，解决了传感器信号幅值大，易造成元器件损坏的问题，有效提高了电路可靠性。电路采用MC1403产生的2.5V基准电压与传感器分压后信号进行比较，有效解决了传感器输出信号在高、低电平维持期间，信号有较强抖动的问题。输出信号经过滞环比较器整形并增强驱动能力后，送入高速光耦隔离器进行高速光隔，进一步提高了处理电路的抗干扰能力。由于完全采用硬件实现，所以本转速传感器信号调理电路适应范围广，成本低。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型转速传感器信号调理电路的电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型转速传感器信号调理电路包括用于转速传感器(包括磁电传感器、光电传感器和霍尔传感器)信号(包括正弦信号、方波信号和锯齿波信号)输入的第一接口Port1、精密电压基准电路U1、运算比较器AR1、滞环比较器U2、高速光耦隔离器U3以及用于输出转速方波信号的第二接口Port2、第一电阻R1、可调电位器R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第三电容C3，第三电容C3、第一电阻R1都与第一接口Port1连接，第一电阻R1和可调电位器R2分压后连接于运算比较器AR1的同相输入端，精密电压基准U1经第二电容C2稳压滤波后连接于运算比较器AR1的反相输入端，第三电阻R3连接于运算比较器的第一电源端(+5V2端)和输出端之间，滞环比较器的第一端A1连接第一电源端(+5V2端)，滞环比较器的第二端B1连接运算比较器的输出端，滞环比较器的输出端O1经第四电阻R4连接于高速光耦隔离器的阴极(CATHODE)，高速光耦隔离器的阳极(ANODE)连接于第一电源端(+5V2)，高速光耦隔离器的输出经第五电阻R5与+5V2隔离的第二电源端+5V连接，第二接口Port2与高速光耦隔离器的输出端连接。转速传感器感应得到的电压信号经第一电阻R1、可调电位器R2分压后，经运算比较器与2.5V基准电压比较，比较后电压信号经滞环比较器整形并增强驱动能力后，再经高速光耦隔离器进行高速光隔，得到隔离后的稳定的方波信号。第一接口Port1经过第三电容C3滤波。
精密电压基准电路的型号为MC1403，提供2.5V电压，精密电压基准电路的Vin针脚与一个第一电容C1连接，精密电压基准电路的Vin针脚接第一电源端(+5V2端)，GND针脚接地，精密电压基准电路的Vout针脚提供2.5V电压基准并连接于运算比较器的反相输入端。
转速信号幅值高于5V时，考虑到运算比较器的供电电压为5V，为满足运算比较器对输入电压uin<Vcc的要求，将输入信号电压经第一电阻R1、可调电位器R2分压处理，可调电位器R2的阻值根据输入信号最大幅值进行调整，使得传感器信号经分压后幅值限制在4V左右。当转速信号幅值小于4V时，可调电位器R2可不焊接，转速信号经R1直接送给运算比较器同相输入端。
上述运算比较器为LM393型双电压比较器集成电路，可单电源供电。该运算比较器主要有以下两个作用：
一，对输入的信号与2.5V基准电压进行比较，当传感器信号经分压后电压值小于2.5V时，运算比较器输出低电平，当传感器信号经分压后电压值高于2.5V时，运算比较器输出高电平，经后续电路整形和隔离后得到方波信号。
二，将磁电传感器正弦信号中的负半周信号去除。LM393双电压比较器采用单电源5V供电，相对于正负电源供电，使得电路结构非常简单。滞环比较器HEF4093，在5V供电时，其上限转换电压为1.9～3.5V，下限转换电压为1.5～3.1V，在LM393输出高电平时，电压为5V，高于3.5V的最高转换电压；而在LM393输出低电平时，电压为0V，低于1.5V的最低转换电压，可确保信号转换的准确性。
上述的滞环比较器为HEF4093型施密特触发器，HEF4093型施密特触发器的Vdd针脚和Vss针脚与一个第五电容C5连接，HEF4093型施密特触发器的Vss针脚接地，HEF4093型施密特触发器的O1针脚经第四电阻R4连接于高速光耦隔离器的阴极针脚。HEF4093型施密特触发器常用于脉冲整形，由四个2输入端施密特触发器电路组成。HEF4093型施密特触发器具有滞后特性，当输入电压Vin上升到正向阈值电压VP时，HEF4093型施密特触发器翻转输出低电平，而当输入电压下降为VP时，HEF4093型施密特触发器输出仍保持低电平，只有当输入电压Vin下降到下限阈值电压VN时，HEF4093型施密特触发器输出变为高电平信号，该滞后特性在进行脉冲整形时可有效消除噪声干扰影响，保证信号输出的稳定性。
高速光耦隔离器采用HCPL0600型高速光耦隔离芯片，高速光耦隔离器为结合发光二极管和高增益光检测器的光学耦合逻辑门器件，高速光耦隔离器的Vcc针脚和GND针脚都与一个第一电容C4连接，HCPL0600光电耦合器的OUT针脚连接第二接口Port2。HEF4093型施密特触发器整形输出的高、低电平信号，输入到高速光耦隔离器，高速光耦隔离器的电压+5V2和+5V完全隔离。当HEF4093型施密特触发器整形输出的高电平时，高速光耦隔离器测不导通，第二接口Port2经第五电阻R5上拉为隔离后的高电平5V信号；当HEF4093型施密特触发器整形输出的低电平时，高速光耦隔离器测导通，第二接口Port2经HEF4093型施密特触发器内部光检测器与地导通，第二接口port2输出隔离后的低电平。这样，转速传感器信号变换为稳定可靠的方波信号输出。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
Claims (5)
1.一种转速传感器信号调理电路，其特征在于，包括用于转速传感器信号输入的第一接口、精密电压基准电路、运算比较器、滞环比较器、高速光耦隔离器、用于输出转速方波信号的第二接口、第一电阻、可调电位器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容，第三电容、第一电阻都与第一接口连接，第一电阻和可调电位器分压后连接于运算比较器的同相输入端，精密电压基准经第二电容稳压滤波后连接于运算比较器的反相输入端，第三电阻连接于运算比较器的第一电源端和输出端之间，滞环比较器的第一端连接第一电源端，滞环比较器的第二端连接运算比较器的输出端，滞环比较器的输出端经第四电阻连接于高速光耦隔离器的阴极，高速光耦隔离器的阳极连接于第一电源端，高速光耦隔离器的输出端经第五电阻与第二电源端连接，第二接口与高速光耦隔离器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的转速传感器信号调理电路，其特征在于，所述精密电压基准电路的型号为MC1403，精密电压基准电路的Vin针脚与一个第一电容连接，精密电压基准电路的Vin针脚接第一电源端，GND针脚接地，精密电压基准电路的Vout针脚提供2.5V电压基准并连接于运算比较器的反相输入端。
3.根据权利要求1所述的转速传感器信号调理电路，其特征在于，所述运算比较器为LM393型双电压比较器集成电路。
4.根据权利要求1所述的转速传感器信号调理电路，其特征在于，所述滞环比较器为HEF4093型施密特触发器，HEF4093型施密特触发器的Vdd针脚和Vss针脚与一个第五电容连接，HEF4093型施密特触发器的Vss针脚接地，HEF4093型施密特触发器的O1针脚经第四电阻R4连接于高速光耦隔离器的阴极针脚。
5.根据权利要求1所述的转速传感器信号调理电路，其特征在于，所述高速光耦隔离器采用HCPL0600型高速光耦隔离芯片，高速光耦隔离器为结合发光二极管和高增益光检测器的光学耦合逻辑门器件，高速光耦隔离器的Vcc针脚和GND针脚都与一个第一电容连接，HCPL0600光电耦合器的OUT针脚连接第二接口。
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