CN207301717U - 一种适用于低有效的开关量信号采集电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车仪表显示装置技术领域，尤其是一种适用于低有效的开关量信号采集电路，包括采样电路和滤波电路，所述采样电路包括三极管开关电路和上拉电路，所述三极管开关电路包括二极管DL1、分压电阻R1、分压电阻R2、基极电阻R3和三极管Q1，所述二极管DL1的输入端通过导线与开关量信号连接，本实用新型电路组成简单，信号采集高效可靠，相比专用IC具有明显的成本优势，相比其它采样电路可靠性又有显著提升。

Description

一种适用于低有效的开关量信号采集电路

技术领域

本实用新型涉及汽车仪表显示装置技术领域，尤其涉及一种适用于低有效的开关量信号采集电路。

背景技术

随着汽车信息化、数字化技术的发展，越来越多的汽车组合仪表采用以微控制器为核心的电子式步进电机驱动技术，其核心组成部分为：微控制器、电源模块、掉电监测模块、信号采集模块、液晶驱动及显示模块、电机驱动模块、仪表背光照明模块、报警灯及声音报警驱动模块等。其中，为实现对整车门开状态、手刹状态等的驱动报警指示，低有效开关量信号采集电路是必不可少的一环。目前，可实现低有效开关量信号采集的电路设计方式多种多样，既有由分立器件搭建的简单电路，又有专用的IC芯片，其缺点是要么可靠性不高，要么成本过高，无法满足设计者对设计电路兼具可靠性和经济性的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在可靠性不高、成本过高的缺点，而提出的一种适用于低有效的开关量信号采集电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

设计一种适用于低有效的开关量信号采集电路，包括采样电路和滤波电路，所述采样电路包括三极管开关电路和上拉电路，所述三极管开关电路包括二极管DL1、分压电阻R1、分压电阻R2、基极电阻R3和三极管Q1，所述二极管DL1的输入端通过导线与开关量信号连接，所述二极管DL1的输出端通过导线与电阻R2的一端连接，所述R2的另一端通过导线与三极管Q1的基极B连接，所述R3的一端通过导线与三极管Q1的基极B连接，所述R3的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的集电极C与上拉电路连接；

所述滤波电路包括第一RC低通滤波电路和第二RC低通滤波电路，所述第一RC低通滤波电路包括分压电阻R1和电容C1，所述R1的一端通过导线与点火锁信号连接，所述R1的另一端分别通过导线与二极管DL1的输入端和电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接，所述第二RC低通滤波电路包括集电极电阻R5和第二电容C2，所述R5和电容C2的一端通过导线与微控制器的IO口连接，所述R5的另一端通过导线与三极管Q1的集电极C连接，所述电容C2的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接。

优选的，所述上拉电路包括上拉电阻R4，所述上拉电阻R4的一端通过导线与三极管Q1的集电极C连接，所述上拉电阻R4的另一端通过导线连接有+5V电源。

优选的，所述三极管Q1的发射极通过导线接地。

优选的，所述分压电阻R1、分压电阻R2、基极电阻R3、上拉电阻R4和集电极电阻R5均为厚膜片式贴片电阻。

优选的，所述二极管DL1为贴片二极管，所述三极管Q1为贴片三极管。

本实用新型提出的一种适用于低有效的开关量信号采集电路，有益效果在于：本实用新型电路组成简单，信号采集高效可靠，相比专用IC具有明显的成本优势，相比其它采样电路可靠性又有显著提升。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种适用于低有效的开关量信号采集电路的电路原理图。

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。

参照图1，一种适用于低有效的开关量信号采集电路，包括采样电路和滤波电路，采样电路包括三极管开关电路和上拉电路，三极管开关电路包括二极管DL1、分压电阻R1、分压电阻R2、基极电阻R3和三极管Q1，二极管DL1的输出端通过导线与开关量信号连接，二极管DL1的输入端通过导线与电阻R2的一端连接，R2的另一端通过导线与三极管Q1的基极B连接，R3的一端通过导线与三极管Q1的基极B连接，R3的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的集电极C与上拉电路连接。

上拉电路包括上拉电阻R4，上拉电阻R4的一端通过导线与三极管Q1的集电极C连接，上拉电阻R4的另一端通过导线连接有+5V电源，三极管Q1的发射极通过导线接地，二极管DL1为贴片二极管，三极管Q1为贴片三极管。

滤波电路包括第一RC低通滤波电路和第二RC低通滤波电路，第一RC低通滤波电路包括分压电阻R1和电容C1，R1的一端通过导线与点火锁信号连接，R1的另一端分别通过导线与二极管DL1的输入端和电容C1的一端连接，电容C1的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接，第二RC低通滤波电路包括集电极电阻R5和第二电容C2，R5和电容C2的一端通过导线与微控制器的IO口连接，R5的另一端通过导线与三极管Q1的集电极C连接，电容C2的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接。分压电阻R1、分压电阻R2、基极电阻R3、上拉电阻R4和集电极电阻R5均为厚膜片式贴片电阻。

当开关量信号有效接入低电平时(信号幅值＜2.4V)，二极管DL1(规格为1N4148W-7-F)的阳极(即A点)电压被限定在＜3.1V电压范围内，同时，由分压电阻R2(规格：15k)、基极电阻R3(规格：4.3k)形成分压回路中的B点电压限定在＜0.7V电压范围内，因基极(即B点)电压过小，三极管Q1(规格：MMBT4401LT1)被截止无法导通。由于上拉阻R4(规格：20k)与第二RC低通滤波电路连接，由此，信号检测网络得到+5V的高电平数字信号；由于信号检测网络与微控制器的IO口连接，该+5V高电平数字信号同时被送入微控制器的IO口，IO口检测到信号为有效信号，从而激发仪表立即进入预先设定好的指令程序，准确实现对门开指示、手刹指示等报警指示灯的驱动指示。

当开关量信号有效悬空(高阻抗状态)或接入高电平时(信号幅值＞2.4V)，由于二极管DL1的反向截止作用，从而使分压电阻R1(规格：20k)、分压电阻R2、基极电阻R3形成独立的分压回路，三极管Q1的基极(即B点)得到一个高于0.7V的导通门槛电压值，三极管Q1由此导通，三极管Q1的集电极(即C点)和发射极(地)被连通。由此，C点得到一个＜0.3V的低电平数字信号，由于C点与第二RC低通滤波电路连接，信号检测网络同时得到一个低电平数字信号，又由于信号检测网络与微控制器的IO口连接，该低电平数字信号同时被送入微控制器的IO口，IO口检测到信号为无效信号，从而激发仪表立即进入预先设定好的指令程序，断开对门开指示、手刹指示等报警指示灯的驱动指示。

此外，由于本电路中的两级滤波电路的滤波、稳压作用，即使点火锁信号电源端和+5V电源端存在波动、干扰，微控制器IO口采样信号也能持续保持稳定，有效地保证了电路的可靠性和稳定性。再次，本实用新型采用了三极管开关电路，相比其它分立器件组成的简单电路，输入的低电平信号门槛可由常规的0.8V抬高到2.4V，可有效防止整车常发的低电平信号抬高等不利影响，大大提高了电路工作的适用性和可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于低有效的开关量信号采集电路，包括采样电路和滤波电路，其特征在于：所述采样电路包括三极管开关电路和上拉电路，所述三极管开关电路包括二极管DL1、分压电阻R1、分压电阻R2、基极电阻R3和三极管Q1，所述二极管DL1的输入端通过导线与开关量信号连接，所述二极管DL1的输出端通过导线与电阻R2的一端连接，所述R2的另一端通过导线与三极管Q1的基极B连接，所述R3的一端通过导线与三极管Q1的基极B连接，所述R3的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的集电极C与上拉电路连接；

所述滤波电路包括第一RC低通滤波电路和第二RC低通滤波电路，所述第一RC低通滤波电路包括分压电阻R1和电容C1，所述R1的一端通过导线与点火锁信号连接，所述R1的另一端分别通过导线与二极管DL1的输出端和电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接，所述第二RC低通滤波电路包括集电极电阻R5和第二电容C2，所述R5和电容C2的一端通过导线与微控制器的IO口连接，所述R5的另一端通过导线与三极管Q1的集电极C连接，所述电容C2的另一端通过导线与三极管Q1的发射极连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于低有效的开关量信号采集电路，其特征在于：所述上拉电路包括上拉电阻R4，所述上拉电阻R4的一端通过导线与三极管Q1的集电极C连接，所述上拉电阻R4的另一端通过导线连接有+5V电源。

3.根据权利要求1所述的一种适用于低有效的开关量信号采集电路，其特征在于：所述三极管Q1的发射极通过导线接地。

4.根据权利要求1所述的一种适用于低有效的开关量信号采集电路，其特征在于：所述分压电阻R1、分压电阻R2、基极电阻R3、上拉电阻R4和集电极电阻R5均为厚膜片式贴片电阻。

5.根据权利要求1所述的一种适用于低有效的开关量信号采集电路，其特征在于：所述二极管DL1为贴片二极管，所述三极管Q1为贴片三极管。