CN205608451U - 一种支持差分及单端输出的数字输出电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持差分及单端输出的数字输出电路,包括光电隔离模块、差分转换模块、输出保护模块，所述差分转换模块分别与所述光电隔离模块、所述输出保护模块电连接，信号由所述光电隔离模块输入，经过光电隔离后进入所述差分转换模块，经过所述输出保护模块后输出差分和单端信号；降低对CPU输出IO管脚占用，使用1个输出IO达到输出差分信号两路信号作用；对输出信号进行光电隔离，能有效排除外部干扰通过输出信号线串扰至系统内部CPU控制单元；在输出方式上，既能提供差分信号输出方式，也可以提供单端信号输出方式；对输出信号进行了钳位保护，可有效提高差分变换电路的抗外部干扰冲击效果。

Description

一种支持差分及单端输出的数字输出电路

技术领域

本实用新型涉及运动控制技术领域，具体涉及一种支持差分及单端输出的数字输出电路。

背景技术

在运动控制领域中，步进或伺服电机经常采用双脉冲或脉冲加方向控制方式，并且要求控制器提供单端及差分两种输出方式。而在运动控制应用场合中，普遍存在环境干扰大的问题，干扰信号容易通过各种输出信号线串扰至系统CPU单元，容易造成CPU单元误动作。现有技术中，在使用CPU单元输出IO口直接实现输出结构的系统中，如果需要实现差分输出，需要占用CPU单元两个输出IO，并且外部干扰容易通过部件间的连线串扰至CPU单元，具有占用IO资源多、抗干扰能力弱、容易烧毁接口IO等缺点。此外，由于CPU输出IO口普遍具有驱动能力弱的特点，造成输出信号驱动能力不强，容易导致输出错误或需要外部增加放大电路以实现提高输出能力的目的，增加了系统成本。由此可见，运动控制领域中，迫切需要一种支持单端及差分信号输出电路，并且需要该电路具有抗干扰能力强、占用IO资源少、结构简单的特点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出的一种支持差分及单端输出的数字输出电路，是一种支持单端及差分、抗干扰能力强、结构简单的数字信号输出方式。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种支持差分及单端输出的数字输出电路,包括光电隔离模块、差分转换模块、输出保护模块，所述差分转换模块分别与所述光电隔离模块、所述输出保护模块电连接，信号由所述光电隔离模块输入，经过光电隔离后进入所述差分转换模块，经过所述输出保护模块后输出差分和单端信号。

进一步地，所述光电隔离模块包括第一芯片、第一电容、电阻，输入信号直接连接所述第一芯片的第2脚，所述第一芯片第1脚接第一电源正极，所述第一芯片的第5脚接第一电源负极，所述第一芯片第8脚接第二电源正极，使用所述第一电容对第二电源进行去耦，所述第一电容两端分别连接第二电源正极和负极，使用所述电阻对经过光电隔离的信号进行上拉，所述电阻两端分别连接第二电源正极和所述第一芯片第7脚。

进一步地，所述差分转换模块包括第二芯片、第二电容，所述第二芯片第1脚连接所述第一芯片第7脚，提供输入信号，第二芯片第16脚连接第三电源正极，第8脚连接第三电源负极，去耦第二电容两端分别跨接在第三电源正极和负极上，信号经过第二芯片变换后，由第二芯片第2脚输出正相信号，第3脚输出反相信号。

进一步地，所述输出保护模块包括第一二极管、第二二极管，所述第一二极管连接所述第二芯片第2脚，所述第二二极管连接所述第二芯片第3脚，对输出信号进行钳位保护，所述第一二极管第1脚连接第三电源负极，第2脚连接第三电源正极；所述第二二极管第1脚连接第三电源负极，第2脚连接第三电源正极。

进一步地，当外部器件需要差分输入时，连接所述第二芯片第2脚和第3脚，形成差分信号；当外部器件需要单端信号时，连接所述第三电源正极和所述第二芯片第3脚。

本实用新型的有益效果如下：

1、降低对CPU输出IO管脚占用，使用1个输出IO达到输出差分信号两路信号作用；

2、对输出信号进行光电隔离，能有效排除外部干扰通过输出信号线串扰至系统内部CPU控制单元；

3、在输出方式上，既能提供差分信号输出方式，也可以提供单端信号输出方式；

4、对输出信号进行了钳位保护，可有效提高差分变换电路的抗外部干扰冲击效果。

附图说明

图1为本实用新型的支持差分及单端输出的数字输出电路的电路图。

图中附图标记说明：

1、光电隔离模块 2、差分转换模块 3、输出保护模块

U1A、第一芯片 U2A、第二芯片 C1、第一电容 C2、第一电容

R1、电阻 D1、第一二极管 D2、第二二极管 VCC1、第一电源

VCC2、第二电源 VCC3、第三电源

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

请参阅图1，一种支持差分及单端输出的数字输出电路,包括光电隔离模块1、差分转换模块2、输出保护模块3，所述差分转换模块2分别与所述光电隔离模块1、所述输出保护模块3电连接，信号由所述光电隔离模块1输入，经过光电隔离后进入所述差分转换模块2，经过所述输出保护模块3后输出差分和单端信号。

所述光电隔离模块1包括芯片U1A、电容C1、电阻R1，输入信号直接连接所述芯片U1A的第2脚，所述芯片U1A第1脚接电源VCC1正极，所述芯片的第5脚接电源VCC1负极，所述芯片U1A第8脚接电源VCC2正极，使用所述电容C1对电源VCC2进行去耦，所述电容C1两端分别连接电源VCC2正极和负极GND，使用所述电阻R1对经过光电隔离的信号进行上拉，所述电阻R1两端分别连接电源VCC2正极和所述芯片U1A第7脚。

所述差分转换模块2包括芯片U2A、电容C2，所述芯片U2A第1脚连接所述芯片U1A第7脚，提供输入信号，芯片U2A第16脚连接电源VCC3正极，第8脚连接电源VCC3负极GND，去耦电容C2两端分别跨接在电源VCC3正极和负极GND上，信号经过芯片U2A变换后，由芯片U2A第2脚输出正相信号，第3脚输出反相信号。

所述输出保护模块3包括二极管D1、二极管D2，所述二极管D1连接所述芯片U2A第2脚，所述二极管D2连接所述芯片U2A第3脚，对输出信号进行钳位保护，所述二极管D1第1脚连接电源VCC3负极GND，第2脚连接电源VCC3正极；所述二极管D2第1脚连接电源VCC3负极GND，第2脚连接电源VCC3正极。

当外部器件需要差分输入时，连接所述芯片U2A第2脚和第3脚，形成差分信号；当外部器件需要单端信号时，连接所述电源VCC3正极和所述芯片U2A第3脚。

本实用新型的有益效果如下：

1、降低对CPU输出IO管脚占用，使用1个输出IO达到输出差分信号两路信号作用；

2、对输出信号进行光电隔离，能有效排除外部干扰通过输出信号线串扰至系统内部CPU控制单元；

3、在输出方式上，既能提供差分信号输出方式，也可以提供单端信号输出方式；

4、对输出信号进行了钳位保护，可有效提高差分变换电路的抗外部干扰冲击效果。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种支持差分及单端输出的数字输出电路,其特征在于，包括光电隔离模块、差分转换模块、输出保护模块，所述差分转换模块分别与所述光电隔离模块、所述输出保护模块电连接，信号由所述光电隔离模块输入，经过光电隔离后进入所述差分转换模块，经过所述输出保护模块后输出差分和单端信号。

2.根据权利要求1所述的支持差分及单端输出的数字输出电路，其特征在于，所述光电隔离模块包括第一芯片、第一电容、电阻，输入信号直接连接所述第一芯片的第2脚，所述第一芯片第1脚接第一电源正极，所述第一芯片的第5脚接第一电源负极，所述第一芯片第8脚接第二电源正极，使用所述第一电容对第二电源进行去耦，所述第一电容两端分别连接第二电源正极和负极，使用所述电阻对经过光电隔离的信号进行上拉，所述电阻两端分别连接第二电源正极和所述第一芯片第7脚。

3.根据权利要求2所述的支持差分及单端输出的数字输出电路，其特征在于，所述差分转换模块包括第二芯片、第二电容，所述第二芯片第1脚连接所述第一芯片第7脚，提供输入信号，第二芯片第16脚连接第三电源正极，第8脚连接第三电源负极，去耦第二电容两端分别跨接在第三电源正极和负极上，信号经过第二芯片变换后，由第二芯片第2脚输出正相信号，第3脚输出反相信号。

4.根据权利要求3所述的支持差分及单端输出的数字输出电路，其特征在于，所述输出保护模块包括第一二极管、第二二极管，所述第一二极管连接所述第二芯片第2脚，所述第二二极管连接所述第二芯片第3脚，对输出信号进行钳位保护，所述第一二极管第1脚连接第三电源负极，第2脚连接第三电源正极；所述第二二极管第1脚连接第三电源负极，第2脚连接第三电源正极。

5.根据权利要求4所述的支持差分及单端输出的数字输出电路，其特征在于，当外部器件需要差分输入时，连接所述第二芯片第2脚和第3脚，形成差分信号；当外部器件需要单端信号时，连接所述第三电源正极和所述第二芯片第3脚。