CN209693094U - 信号整合电路和信号监控电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种信号整合电路和包括该信号整合电路的信号监控电路。该信号整合电路包括第一采样电路、第二采样电路、第一开关切换元件、第二开关切换元件以及脉冲宽度调制驱动信号源，脉冲宽度调制驱动信号源用于控制该第一和第二开关切换元件的导通和关断来将两个模拟信号组合为复合信号。该信号监控电路包括该信号整合电路，以及用于接收该复合信号进行检测的微控制单元。本实用新型将两种模拟信号组合为复合信号一起传输，节省传输中需要的连接端口数，有利于缩小产品尺寸。同时，节省微控制单元的检测端口数，降低微控制单元成本。本实用新型特别适用于对LED产品的输出电压和电流进行监控。

Description

信号整合电路和信号监控电路

技术领域

本实用新型涉及模拟信号组合传输技术领域，特别是一种信号整合电路和包括该信号整合电路的信号监控电路。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)产品正越来越智能化。对于很多LED智能产品，需要实时监控LED的电压和电流，以便实时掌握LED的工作状态并进行相应调整。

目前常规的LED电压和电流检测方式如下：通过两条线将所采集的LED电压信号和电流信号分别传输到转接器上各自的连接端口，然后再从各自的连接端口分别传输到微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)上各自的检测端口，由MCU经过检测、换算，得到LED的电压值和电流值。由于电压和电流信号分两条线各自传输，则转接器和MCU上需要分别配备两个连接端口和两个检测端口，这一定程度上增加了产品的尺寸和MCU的成本，无法满足产品微型化和成本降低的要求。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的信号整合电路和信号监控电路。

根据本实用新型实施例的一方面，提供了一种信号整合电路，包括：

第一采样电路，用于对第一模拟信号进行采样，输出具有在第一预设电压范围内的第一电压的第一采样信号；

第二采样电路，用于对第二模拟信号进行采样，输出具有在第二预设电压范围内的第二电压的第二采样信号，所述第二预设电压范围与所述第一预设电压范围互不重叠；

第一开关切换元件，具有输入端、输出端和控制端，并且所述第一开关切换元件的输入端与所述第一采样电路的输出连接；

第二开关切换元件，具有输入端、输出端和控制端，并且所述第二开关切换元件的输入端与所述第二采样电路的输出连接，所述第二开关切换元件的输出端与所述第一开关切换元件的输出端连接；以及

脉冲宽度调制PWM驱动信号源，分别与所述第一开关切换元件的控制端和所述第二开关切换元件的控制端连接，用于输出一具有指定波形的PWM驱动信号，以控制所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件的导通和关断；其中，在所述PWM驱动信号的控制下，所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件中的任一者导通，则另一者关断，从而使所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件分时输出所述第一采样信号和所述第二采样信号，以将所述第一采样信号和所述第二采样信号组合为具有与所述指定波形相应的矩形波形的复合信号。

可选地，所述第一模拟信号为电压信号，所述第二模拟信号为电流信号。

可选地，所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件是金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或可控硅整流器SCR。

可选地，所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件中的一个是N型金属氧化物半导体场效应晶体管NMOSFET，另一个是P型金属氧化物半导体场效应晶体管PMOSFET。

可选地，所述第一预设电压范围为3-5V，并且所述第二预设电压范围为0-2V。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种信号监控电路，用于对负载电路的第一模拟信号和第二模拟信号进行监控，所述信号监控电路包括：

上文中任一项所述的信号整合电路，与所述负载电路连接，用于对所述负载电路的第一模拟信号和第二模拟信号进行采样并输出复合信号；以及

微控制单元，与所述信号整合电路的输出连接，用于接收所述复合信号，分别读取所述复合信号的波形的上电压幅值和下电压幅值，判断所述上电压幅值和所述下电压幅值中的每一个分别是所述第一采样信号的值或所述第二采样信号的值，并根据指定规则还原出所述第一模拟信号的值和所述第二模拟信号的值。

可选地，所述微控制单元还用于：

将所述上电压幅值和所述下电压幅值中的每一个分别与所述第一预设电压范围和所述第二预设电压范围相比较；

若所述上电压幅值和所述下电压幅值中的一个在所述第一预设电压范围内并且另一个在所述第二预设电压范围内，则判断在所述第一预设电压范围内的该电压幅值是所述第一采样信号的值，并判断在所述第二预设电压范围内的该电压幅值是所述第二采样信号的值。

可选地，所述负载电路为发光二极管LED电路，所述第一模拟信号为电压信号，所述第二模拟信号为电流信号。

可选地，所述LED电路包括驱动电路，所述驱动电路与所述微控制单元连接，用于在所述微控制单元的控制下为所述LED电路中的LED提供驱动电源；

其中，所述PWM驱动信号源由所述驱动电路产生。

可选地，所述微控制单元还用于：

根据所述电压信号的值和所述电流信号的值对所述LED电路进行控制。

可选地，所述LED电路设定有电压信号工作区间和电流信号工作区间；

所述微控制单元还用于：

若所述电压信号的值在所述电压信号工作区间之外，则调节所述LED电路的驱动电路的输出电压，直到所述电压信号的值处在所述电压信号工作区间中；

若所述电流信号的值在所述电流信号工作区间之外，则调节所述LED电路的驱动电路的输出电流，直到所述电流信号的值处在所述电流信号工作区间中。

本实用新型实施例提出的技术方案，首先，通过第一和第二采样电路分别对第一和第二模拟信号进行采样，输出具有在不同预设电压范围内的电压值的第一和第二采样信号；然后，将第一和第二采样信号分别输入第一和第二开关切换元件，采用PWM驱动信号控制该第一和第二开关切换元件的导通和关断，使第一开关切换元件和第二开关切换元件分时输出第一采样信号和第二采样信号，以将第一采样信号和第二采样信号组合为具有矩形波形的复合信号，并输出该复合信号至后续元件，从而实现了将两种模拟信号组合为一个复合信号，以便通过一条线进行传输，有效地节省了传输中需要的连接端口数，有利于缩小产品尺寸。

进一步地，通过微控制单元MCU接收该复合信号后，分别读取该复合信号的波形的上电压幅值和下电压幅值，经过判断和规则还原换算，得到第一和第二模拟信号的值，从而实现对第一和第二模拟信号的监控。由于将第一和第二模拟信号相应的采样信号组合为一个复合信号进行传输，MCU只需利用一个检测端口就可以完成第一和第二模拟信号的检测和监控，有效地节省了MCU的检测端口数，从而降低MCU成本。本实用新型实施例的技术方案特别适用于对LED产品的输出电压和电流进行监控的场合。

更进一步地，当应用于LED电路时，还可以由为LED提供驱动电源的驱动电路来产生驱动第一和第二开关切换元件的PWM驱动信号，而无需新增产生PWM驱动信号的电路，进一步减低了成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中LED电压和电流检测中的信号传输示意图；

图2示出了根据本实用新型一实施例的信号整合电路的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型一具体实施例的信号整合电路的连接关系示意图，其中，第一采样信号和第二采样信号分别为电压采样信号和电流采样信号，第一开关切换元件和第二开关切换元件分别为NMOSFET和PMOSFET；

图4a和图4b分别示出了图3所示的信号整合电路的电压采样信号和电流采样信号的波形曲线；

图5示出了图3所示的信号整合电路所得的复合信号的波形曲线；

图6示出了根据本实用新型一实施例的信号监控电路的结构示意图；

图7为根据本实用新型实施例的两种模拟信号检测中的信号传输示意图；以及

图8示出了根据本实用新型另一实施例的信号监控电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

现有技术中，常规的LED电压和电流检测方式都是分两条线各自传输电压信号和电流信号，具体采用的传输和检测结构可以如图1所示。参照图1可见，所采集的LED电压信号和电流信号分别通过两条线被传输到转接器上的连接端口1和2，然后再分别通过两条线被传输到MCU上的检测端口I/O-1和I/O-2，进而由MCU经过检测、换算，得到LED的电压值和电流值。由于电压信号和电流信号分两条线各自传输，则转接器和MCU上需要分别配备两个连接端口和两个检测端口，这一定程度上增加了产品的尺寸和MCU的成本。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种信号整合电路。图2示出了根据本实用新型一实施例的信号整合电路的结构示意图。如图2所示，该信号整合电路100至少可以包括第一采样电路110、第二采样电路120、第一开关切换元件130、第二开关切换元件140以及脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)驱动信号源150。

现介绍本实用新型实施例的信号整合电路100的各组成或器件的功能以及各部分间的连接关系：

第一采样电路110，用于对第一模拟信号进行采样，输出具有在第一预设电压范围内的第一电压的第一采样信号。

第二采样电路120，用于对第二模拟信号进行采样，输出具有在第二预设电压范围内的第二电压的第二采样信号，其中，第二预设电压范围与第一预设电压范围互不重叠。

第一开关切换元件130，具有输入端131、输出端132和控制端133，并且第一开关切换元件130的输入端131与第一采样电路110的输出连接。

第二开关切换元件140，具有输入端141、输出端142和控制端143，并且第二开关切换元件140的输入端141与第二采样电路120的输出连接，第二开关切换元件140的输出端142与第一开关切换元件130的输出端132连接。

PWM驱动信号源150，分别与第一开关切换元件130的控制端133和第二开关切换元件140的控制端143连接，用于输出一具有指定波形的PWM驱动信号，进而，PWM驱动信号控制第一开关切换元件130和第二开关切换元件140的导通和关断；其中，在PWM驱动信号的控制下，第一开关切换元件130和第二开关切换元件140中的任一者导通，则另一者关断，从而使第一开关切换元件130和第二开关切换元件140分时输出第一采样信号和第二采样信号，以将第一采样信号和第二采样信号组合为具有与该指定波形相应的矩形波形的复合信号。

本实用新型实施例提出的信号整合电路，首先，通过第一和第二采样电路分别对第一和第二模拟信号进行采样，输出具有在不同预设电压范围内的电压值的第一和第二采样信号；然后，将第一和第二采样信号分别输入第一和第二开关切换元件，采用PWM驱动信号控制该第一和第二开关切换元件的导通和关断，使第一开关切换元件和第二开关切换元件分时输出第一采样信号和第二采样信号，以将第一采样信号和第二采样信号组合为具有矩形波形的复合信号，并输出该复合信号至后续元件，从而实现了将两种模拟信号组合为一个复合信号，以便通过一条线进行传输，有效地节省了传输中需要的连接端口数，有利于缩小产品尺寸。

在本实用新型的可选实施例中，第一模拟信号和第二模拟信号可以分别为电压信号和电流信号，从而实现将电压和电流两种模拟信号组合在一个信号上进行传输。

相应地，可以采用常见的电压采样电路和电流采样电路分别对电压信号和电流信号进行采样，例如可以采用串接的两个电阻构成电压采样电路，电流采样电路可以为电流取样电阻。用于对模拟信号进行采样的采样电路的构成和连接的技术为本领域技术人员所熟知，在此不另赘述。

上文提及的第一开关切换元件和第二开关切换元件是可以根据作用于其上的触发电压的极性或大小而在导通和关断状态之间进行切换的一类电子元件，其具有较小的阻抗，从而减少信号能量的损失。PWM驱动信号的指定波形为占空比可变的矩形脉冲波形。在该PWM驱动信号的控制下，第一开关切换元件和第二开关切换元件中的任一者导通，则另一者关断。例如，当PWM驱动信号为高电平时，第一开关切换元件导通，则第二开关切换元件关断；当PWM驱动信号为低电平时，第一开关切换元件关断，则第二开关切换元件导通。或者，当PWM驱动信号为低电平时，第一开关切换元件导通，则第二开关切换元件关断；当PWM驱动信号为高电平时，第一开关切换元件关断，则第二开关切换元件导通。在实际应用中，可根据元件特性和实际需求，设置第一开关切换元件和第二开关切换元件的导通和关断条件。

在本实用新型的可选实施例中，第一开关切换元件和第二开关切换元件可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)或可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier，SCR)。

金属氧化物半导体场效应晶体管是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效应晶体管，依照其沟道极性的不同，可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型，通常被称为N型金属氧化物半导体场效应晶体管(n-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，NMOSFET)与P型金属氧化物半导体场效应晶体管(p-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，PMOSFET)。当一个够大的电位差施于金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极与源极之间时，电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷，而这时就会形成反转沟道(Inversion Channel)。沟道的极性与其漏极(drain)与源极相同，假设漏极和源极是n型，那么沟道也会是n型。沟道形成后，金属氧化物半导体场效应晶体管即可导通。金属氧化物半导体场效应晶体管在导通时的沟道电阻低，而截止时的电阻近乎无限大，所以适合作为模拟信号的开关。当第一开关切换元件和第二开关切换元件采用MOSFET时，每一MOSFET的栅极作为控制端，源极和漏极根据实际需要分别作为输入端和输出端中的一者和另一者。

可控硅整流器也称晶闸管，由四层半导体材料组成，有三个PN结，对外有三个电极，分别为阳极、控制极和阴极。它是一种单方向导电的器件，只有导通和关断两种状态。通过在可控硅整流器的阳极与阴极之间外加正向电压，并在控制极与阴极之间输入正向触发电压，可控硅整流器导通。在可控硅整流器的阳极和阴极之间外加脉动直流电压，在电压过零时，可控硅整流器会自行关断。利用可控硅整流器的这种导通和关断性质，可以作为模拟信号的开关。当第一开关切换元件和第二开关切换元件采用可控硅整流器时，每一可控硅整流器的控制极作为控制端，阴极和阳极根据实际需要分别作为输入端和输出端中的一者和另一者。

在一个优选的实施例中，第一开关切换元件和第二开关切换元件中的一个是NMOSFET，另一个是PMOSFET。

图3示出了根据本实用新型一具体实施例的信号整合电路的连接关系示意图，其中，第一采样信号和第二采样信号可以分别为电压采样信号和电流采样信号，第一开关切换元件和第二开关切换元件分别为NMOSFET和PMOSFET。参照图3所示，作为第一开关切换元件的NMOSFET的漏极作为输入端与电压采样信号连接，源极作为输出端，栅极作为控制端与PWM驱动信号连接。作为第二开关切换元件的PMOSFET的源极作为输入端与电流采样信号连接，栅极作为控制端与该PWM驱动信号连接，漏极作为输出端与NMOSFET的输出端相连接。NMOSFET的输出端与PMOSFET的输出端相连接后，整体作为信号整合电路的输出端。需要说明的是，为了简化说明，图3中未示出第一采样电路和第二采样电路，本领域技术人员可明了，电压采样信号和电流采样信号可以是分别由第一采样电路和第二采样电路输出的。

上面提及的电压采样信号和电流采样信号是通过分别对电压信号和电流信号进行采样得到的，其波形曲线分别如图4a和图4b中所示。参照图4a和图4b，图4a示出了电压采样信号的波形曲线，其中，X轴表示时间(t)，Y轴表示电压采样信号的电压值(v)，可以看出，电压采样信号具有在第一预设电压范围内的恒定的第一电压值。图4b示出了电流采样信号的波形曲线，其中，X轴表示时间(t)，Y轴表示电流采样信号的电压值(v)，可以看出，电流采样信号具有在第二预设电压范围内的恒定的第二电压值。第二预设电压范围与第一预设电压范围互不重叠。在一种可选的实施方式中，为了提高后续部件对第一采样信号和第二采样信号的分辨能力，第一预设电压范围可以设定为3-5V，并且第二预设电压范围可以设定为0-2V。

PWM驱动信号控制NMOSFET和PMOSFET的导通和关断。当PWM驱动信号为高电平时，NMOSFET导通而PMOSFET关断，此时，电压采样信号可以通过NMOSFET而电流采样信号无法通过PMOSFET。当PWM驱动信号为低电平时，NMOSFET关断而PMOSFET导通，此时，电压采样信号无法通过NMOSFET而电流采样信号可以通过PMOSFET。通过这种驱动方式，实现了电压采样信号和电流采样信号的分时输出，从而将电压采样信号和电流采样信号组合为一复合信号，并从NMOSFET的输出端和PMOSFET的输出端的连接点向外输出该复合信号。所得复合信号的波形曲线如图5所示，其中，X轴表示时间(t)，Y轴表示复合信号的电压值(v)，可以看出，该复合信号具有矩形波形，波形的上电压幅值和下电压幅值分别与输入的电压采样信号的电压值和电流采样信号的电压值相对应。需要说明的是，本实用新型对PWM驱动信号的占空比不作限制。优选地，PWM驱动信号的占空比可以为50％，此时，所得复合信号的波形为方波。

基于同一构思，本实用新型实施例还提供了一种信号监控电路，用于对负载电路的第一模拟信号和第二模拟信号进行监控。图6示出了根据本实用新型一实施例的信号监控电路的结构示意图。如图6所示，该信号监控电路600至少可以包括上文所述的信号整合电路100、以及微控制单元MCU 610。

信号整合电路100与该负载电路连接，用于对该负载电路的第一模拟信号和第二模拟信号进行采样并输出复合信号。

微控制单元610，与信号整合电路100的输出连接，用于接收信号整合电路输出的复合信号，分别读取复合信号的波形的上电压幅值和下电压幅值，判断上电压幅值和下电压幅值中的每一个分别是第一采样信号的值或第二采样信号的值，并根据指定规则还原出第一模拟信号的值和第二模拟信号的值。

需要说明的是，为了简化结构说明，图6中未示出负载电路。

在本实用新型的可选实施例中，微控制单元610还可以用于：

将上电压幅值和下电压幅值中的每一个分别与第一预设电压范围和第二预设电压范围相比较；

若上电压幅值和下电压幅值中的一个在第一预设电压范围内并且另一个在第二预设电压范围内，则判断在第一预设电压范围内的该电压幅值是第一采样信号的值，并判断在第二预设电压范围内的该电压幅值是第二采样信号的值。

下面以一具体实例说明信号监控电路600的工作流程。

首先，第一采样电路110对负载电路的电压信号进行采样，输出具有在3-5V范围内的第一电压(例如4V)的电压采样信号。同时，第二采样电路120对负载电路的电流信号进行采样，输出具有在0-2V范围内的第二电压(例如1V)的电流采样信号。

然后，将电压采样信号和电流采样信号分别输入第一开关切换元件130和第二开关切换元件140，通过PWM驱动信号源150输出的PWM驱动信号驱动第一开关切换元件130和第二开关切换元件140，将电压采样信号和电流采样信号组合为具有矩形波形的复合信号。

最后，微控制单元610接收该复合信号，并监测该复合信号的波形。当检测到矩形波形时，微控制单元610分别读取该矩形波形的上电压幅值和下电压幅值，将它们与3-5V电压范围和0-2V电压范围进行比较，若读取的上电压幅值和下电压幅值中的一个在3-5V电压范围内并且另一个在0-2V电压范围内，则判断在3-5V电压范围内的电压幅值为电压采样信号的值，在0-2V电压范围内的电压幅值为电流采样信号的值。进而，微控制单元610根据第一采样电路110和第二采样电路120的采样规则，还原出被采样的电压信号和电流信号各自的值。

在一种具体还原方式中，可以通过比值换算进行还原。例如，当第一采样电路110的采样规则为：通过调节电压采样电阻，使电压采样信号的值与被采样的电压信号的值的比率为1/50(即，第一采样电路110对电压信号进行采样时的缩小比率为1/50)；第二采样电路120的采样规则为：通过调节电流采样电阻，使电流采样信号的值与被采样的电流信号的值的比率为20(即，第二采样电路120对电流信号进行采样时的放大比率为20)，微控制单元610将被判断为电压采样信号的值的电压幅值除以第一采样电路110对电压信号进行采样时的缩小比率1/50，得到被采样的电压信号的值；并且，微控制单元610将被判断为电流采样信号的值的电压幅值除以第二采样电路120对电流信号进行采样时的放大比率20，得到被采样的电流信号的值。

本实用新型实施例通过微控制单元MCU接收该复合信号后，分别读取该复合信号的波形的上电压幅值和下电压幅值，经过判断和规则还原换算，得到第一和第二模拟信号的值，从而实现对第一和第二模拟信号的监控。由于将第一和第二模拟信号相应的采样信号组合为一个复合信号进行传输，MCU只需利用一个检测端口就可以完成第一和第二模拟信号的检测和监控，有效地节省了MCU的检测端口数，从而降低MCU成本。

通过图7的信号传输示意图，本领域技术人员更容易明了本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果。参照图7可见，电压信号和电流信号被组合为复合信号后，通过一条线被传输到转接器上的连接端口1，然后再通过一条线被传输到MCU上的检测端口I/O-1，进而由MCU经过检测、还原，得到电压值和电流值。由于电压信号和电流信号被组合为一个信号进行传输，则只需占用转接器上一个连接端口和MCU上一个检测端口。在尺寸限制和MCU成本限制的情况下，减少一个连接端口或MCU检测端口，就能够有效降低成本。需要说明的是，图7中虽然只示出了对电压信号和电流信号进行组合，但本领域技术人员可以理解，可以用任意两种模拟信号替代此处的电压信号和电流信号进行组合，同样能够获得上述效果。还需说明的是，图7中所示的转接器的总端口数和MCU的总端口数仅是示意性的，并不构成对本实用新型的限制。

在本实用新型的可选实施例中，负载电路可以为LED电路，第一模拟信号可以为电压信号，第二模拟信号可以为电流信号。此处，第一模拟信号和第二模拟信号可以分别是LED电路中LED的电压信号和电流信号，也可以是LED电路中驱动输出的电压信号和电流信号。此时，参照图8所示，第一采样电路110和第二采样电路120与LED电路620连接，用于分别对LED电路620的第一模拟信号和第二模拟信号进行采样。微控制单元610可以根据所得到的第一模拟信号的值和第二模拟信号的值，控制显示LED的状态，和/或控制LED的发光。具体地，信号监控电路600可以监控LED的电压信号和电流信号，其中，微控制单元610可以将所检测到的LED的电压值和电流值发送至其他设备进行显示，也可以根据所检测到的LED的电压值和电流值对LED的电源进行反馈控制，进而控制LED的发光。

进一步地，仍旧参照图8所示，LED电路620可以包括驱动电路621。驱动电路621与微控制单元610连接，用于在微控制单元610的控制下为LED电路620中的LED提供驱动电源。此时，PWM驱动信号源150可以由驱动电路621产生。在实际应用中，驱动电路621可以为开关电源，进而可以采用开关电源中的驱动IC(Integrated Circuit，集成电路)所产生的用于驱动开关电源中的开关管(通常为MOS管)进行能量转换的PWM信号作为PWM驱动信号源150。

通过采用开关电源产生的LED驱动主回路中的PWM信号作为驱动第一和第二开关切换元件的PWM驱动信号，无需新增产生PWM驱动信号的电路，进一步减低了成本。

在本实用新型的可选实施例中，当负载电路为LED电路时，微控制单元610还可以用于：

根据LED电路620的电压信号的值和电流信号的值对该LED电路620进行控制。

进一步地，该LED电路620还可以设定有电压信号工作区间和电流信号工作区间。此时，微控制单元610还可以用于：

若LED电路620的电压信号的值在电压信号工作区间之外，则调节LED电路620的驱动电路621的输出电压，直到该电压信号的值处在电压信号工作区间中；

若LED电路620的电流信号的值在电流信号工作区间之外，则调节LED电路620的驱动电路621的输出电流，直到该电流信号的值处在电流信号工作区间中。

下面通过一具体实例对微控制单元610根据检测到的LED电路的电压信号的值和电流信号的值控制该LED电路进行说明。

假设LED电路620预设的电压信号工作区间为38-40V，电流信号工作区间为18-20mA。若微控制单元610通过还原运算得到的LED电路620的电压信号的值为42V，高于该电压信号工作区间的上限值，则微控制单元610通过反馈控制信号，减小LED电路620的驱动电路621(具体可以为开关电源)的输出电压，直到LED电路620的电压信号的值在38-40V内。若微控制单元610通过还原运算得到的LED电路620的电流信号的值为16mA，低于该电流信号工作区间的下限值，则微控制单元610通过反馈控制信号，增大LED电路620的驱动电路621(具体可以为开关电源)的输出电流，直到LED电路620的电流信号的值在18-20m内，从而保障LED的正常工作。

需要说明的是，实际应用中，上述所有可选实施方式可以采用结合的方式任意组合，形成本实用新型的可选实施例，在此不再一一赘述。

根据上述任意一个优选实施例或多个优选实施例的组合，本实用新型实施例能够达到如下有益效果：

本实用新型实施例提出的技术方案，首先，通过第一和第二采样电路分别对第一和第二模拟信号进行采样，输出具有在不同预设电压范围内的电压值的第一和第二采样信号；然后，将第一和第二采样信号分别输入第一和第二开关切换元件，采用PWM驱动信号控制该第一和第二开关切换元件的导通和关断，使第一开关切换元件和第二开关切换元件分时输出第一采样信号和第二采样信号，以将第一采样信号和第二采样信号组合为具有矩形波形的复合信号，并输出该复合信号至后续元件，从而实现了将两种模拟信号组合为一个复合信号，以便通过一条线进行传输，有效地节省了传输中需要的连接端口数，有利于缩小产品尺寸。

进一步地，通过微控制单元MCU接收该复合信号后，分别读取该复合信号的波形的上电压幅值和下电压幅值，经过判断和规则还原换算，得到第一和第二模拟信号的值，从而实现对第一和第二模拟信号的监控。由于将第一和第二模拟信号相应的采样信号组合为一个复合信号进行传输，MCU只需利用一个检测端口就可以完成第一和第二模拟信号的检测和监控，有效地节省了MCU的检测端口数，从而降低MCU成本。本实用新型实施例的技术方案特别适用于对LED产品的输出电压和电流进行监控的场合。

更进一步地，当应用于LED电路时，还可以由为LED提供驱动电源的驱动电路来产生驱动第一和第二开关切换元件的PWM驱动信号，而无需新增产生PWM驱动信号的电路，进一步减低了成本。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本实用新型的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种信号整合电路，其特征在于，包括：

第一采样电路，用于对第一模拟信号进行采样，输出具有在第一预设电压范围内的第一电压的第一采样信号；

第二采样电路，用于对第二模拟信号进行采样，输出具有在第二预设电压范围内的第二电压的第二采样信号，所述第二预设电压范围与所述第一预设电压范围互不重叠；

第一开关切换元件，具有输入端、输出端和控制端，并且所述第一开关切换元件的输入端与所述第一采样电路的输出连接；

第二开关切换元件，具有输入端、输出端和控制端，并且所述第二开关切换元件的输入端与所述第二采样电路的输出连接，所述第二开关切换元件的输出端与所述第一开关切换元件的输出端连接；以及

脉冲宽度调制PWM驱动信号源，分别与所述第一开关切换元件的控制端和所述第二开关切换元件的控制端连接，用于输出一具有指定波形的PWM驱动信号，以控制所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件的导通和关断；其中，在所述PWM驱动信号的控制下，所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件中的任一者导通，则另一者关断，从而使所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件分时输出所述第一采样信号和所述第二采样信号，以将所述第一采样信号和所述第二采样信号组合为具有与所述指定波形相应的矩形波形的复合信号。

2.根据权利要求1所述的信号整合电路，其特征在于，所述第一模拟信号为电压信号，所述第二模拟信号为电流信号。

3.根据权利要求1或2所述的信号整合电路，其特征在于，所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件是金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或可控硅整流器SCR。

4.根据权利要求3所述的信号整合电路，其特征在于，所述第一开关切换元件和所述第二开关切换元件中的一个是N型金属氧化物半导体场效应晶体管NMOSFET，另一个是P型金属氧化物半导体场效应晶体管PMOSFET。

5.根据权利要求1或2所述的信号整合电路，其特征在于，所述第一预设电压范围为3-5V，并且所述第二预设电压范围为0-2V。

6.一种信号监控电路，用于对负载电路的第一模拟信号和第二模拟信号进行监控，其特征在于，所述信号监控电路包括：

根据权利要求1-5中任一项所述的信号整合电路，与所述负载电路连接，用于对所述负载电路的第一模拟信号和第二模拟信号进行采样并输出复合信号；以及

微控制单元，与所述信号整合电路的输出连接，用于接收所述复合信号，分别读取所述复合信号的波形的上电压幅值和下电压幅值，判断所述上电压幅值和所述下电压幅值中的每一个分别是所述第一采样信号的值或所述第二采样信号的值，根据指定规则还原出所述第一模拟信号的值和所述第二模拟信号的值。

7.根据权利要求6所述的信号监控电路，其特征在于，

所述微控制单元还用于：

将所述上电压幅值和所述下电压幅值中的每一个分别与所述第一预设电压范围和所述第二预设电压范围相比较；

若所述上电压幅值和所述下电压幅值中的一个在所述第一预设电压范围内并且另一个在所述第二预设电压范围内，则判断在所述第一预设电压范围内的该电压幅值是所述第一采样信号的值，并判断在所述第二预设电压范围内的该电压幅值是所述第二采样信号的值。

8.根据权利要求6或7所述的信号监控电路，其特征在于，所述负载电路为发光二极管LED电路，所述第一模拟信号为电压信号，所述第二模拟信号为电流信号。

9.根据权利要求8所述的信号监控电路，其特征在于，所述LED电路包括驱动电路，所述驱动电路与所述微控制单元连接，用于在所述微控制单元的控制下为所述LED电路中的LED提供驱动电源；

其中，所述PWM驱动信号源由所述驱动电路产生。

10.根据权利要求9所述的信号监控电路，其特征在于，所述微控制单元还用于：

根据所述电压信号的值和所述电流信号的值对所述LED电路进行控制。

11.根据权利要求10所述的信号监控电路，其特征在于，所述LED电路设定有电压信号工作区间和电流信号工作区间；

所述微控制单元还用于：

若所述电压信号的值在所述电压信号工作区间之外，则调节所述LED电路的驱动电路的输出电压，直到所述电压信号的值处在所述电压信号工作区间中；

若所述电流信号的值在所述电流信号工作区间之外，则调节所述LED电路的驱动电路的输出电流，直到所述电流信号的值处在所述电流信号工作区间中。