CN210742293U - 一种细纱机锭子转速传感器的信号处理电路 - Google Patents

Abstract

一种细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，包括正负两极的输入端分别与细纱机锭子转速传感器两端相连的比较器，比较器的正极输入端电路上设置RC滤波电路，比较器的正极输入端与比较器输出端之间连接正反馈电阻R2；当比较器的负极输入端连接参考电压时，在正反馈电阻R2的作用下该信号处理电路构成正向迟滞比较器；相反，当比较器的正极输入端连接参考电压，该信号处理电路构成反向迟滞比较器。本实用新型能够使弱小的模拟信号直接转换为能够被识别的数字信号，电路结构简单，抗干扰能力和适应性强。

Description

一种细纱机锭子转速传感器的信号处理电路

技术领域

本实用新型涉及一种细纱机电路，具体涉及一种细纱机锭子转速传感器的信号处理电路。

背景技术

细纱机锭子断头在线检测系统是近年来比较热的一个技术研究方向，通过性能较好的细纱机锭子断头在线检测系统能大大提高细纱机的质量和产量，降低劳动强度，减少用工。

但是在有些情况下，传感器的输出信号非常弱小，如果后续电路处理不当，就会使测速误差很大甚至测速失败，因此传感器信号的后续处理非常重要。由于传感器输出信号很弱，一般要先滤波、再放大，最后用迟滞比较器进行数字化，电路结构复杂，成本高。还有一种方法是用常规比较器，比较器的正负输入电压都是对地电压，参考电压只能在信号强度范围内过滤干扰，但信号很小，所以参考电压也只能很小，这样整个电路容易引入地线干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中由于传感器的输出信号非常弱小而造成测速误差很大的问题，提供一种细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，能够使弱小的模拟信号直接转换为能够被识别的数字信号，电路结构简单，抗干扰能力和适应性强。

为了实现上述目的，本实用新型有如下的技术方案：

一种细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，在电路结构中，包括正负两极的输入端分别与细纱机锭子转速传感器两端相连的比较器，比较器的正极输入端电路上设置RC滤波电路，比较器的正极输入端与比较器输出端之间连接正反馈电阻R2；当比较器的负极输入端连接参考电压时，在正反馈电阻R2的作用下该信号处理电路构成正向迟滞比较器；相反，当比较器的正极输入端连接参考电压，该信号处理电路构成反向迟滞比较器。

所述的RC滤波电路为单级滤波电路，包括连接在比较器正极输入端电路上的滤波电阻R1以及并联在比较器正负两极输入端电路之间的滤波电容C1。

所述的RC滤波电路为两级滤波电路，包括串接在比较器正极输入端电路上的滤波电阻R1、R3、R4，以及并联在比较器正负两极输入端电路之间的滤波电容C1、C2；所述的滤波电容C1连接在滤波电阻R3、R4之间的比较器正极输入端电路与比较器负极输入端电路之间，滤波电阻C2连接在滤波电阻R4之后的比较器正极输入端电路与比较器负极输入端电路之间。

正反馈电阻R2连在滤波电阻R1、R3之间的比较器正极输入端电路与比较器输出端之间。

所述比较器的正极输入端或负极输入端通过分压及稳压电路获得参考电压，所述的分压及稳压电路包括分压电阻R11、R12以及稳压电容C11；分压电阻R11的一端与比较器的电源端连接，分压电阻R12的一端与比较器的接地端连接；在正向迟滞比较器中，分压电阻R11和R12的另一端共同连接至比较器的负极输入端，稳压电容C11连接在比较器的负极输入端和接地端之间；在反向迟滞比较器中，分压电阻R11和R12的另一端共同连接至比较器的正极输入端，稳压电容C11连接在比较器的正极输入端和接地端之间。

若干个信号处理电路的比较器输出端经过通过同一个多路选择开关连接至MCU。

相较于现有技术，本实用新型有如下的有益效果：传感器不再与地线相接，而是两输出端直接与比较器的两输入端相连，一端直接与比较器的负极输入端连接，并作为参考点，参考电压Vref为固定值，不在0V附近，也不再作为门槛电压过滤干扰，其值可以选在1/5Vcc到4/5Vcc之间为佳，以远离电源和地线中的干扰，传感器的另一端输出信号很小，只在Vref附近波动，经RC滤波后直接接入比较器的正输入端，作为输入信号，连同滤波电路共同远离电源和地线中的干扰，在反馈电阻的作用下成为迟滞比较器，以Vref为基点进行迟滞比较。本实用新型的电路简单，只用一个比较器结合少量电阻电容，即能够实现传感器微小信号的数字化，得到MCU需要的电平信号。因为输入端全部远离电源和地线，能够大大减少电源和地线带来地干扰。以参考电压为基点的迟滞比较器，用单电源即可，不再需要负电源，而且参考电压、门槛电压都很容易按需要调整，电路的适用性广泛。

进一步的，本实用新型采用两级滤波电路能够使得干扰大为降低，效果更好。

进一步的，本实用新型当同时测量多个细纱机锭子转速传感器的输出信号时，将若干个信号数字化处理电路的输出经过多路选择开关连接MCU，能节省MCU的IO资源。

附图说明

图1本实用新型构成正向迟滞比较器的基本信号处理电路示意图；

图2本实用新型构成正向迟滞比较器且设置分压及稳压电路后的结构示意图；

图3本实用新型构成正向迟滞比较器且设置两级滤波电路后的结构示意图；

图4迟滞比较器的特性曲线示意图；

图5本实用新型多个信号处理电路通过多路选择开关连接MCU的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，包括正负两极输入端分别与细纱机锭子转速传感器两端相连的比较器，比较器的正极输入端电路上设置RC滤波电路，比较器的正极输入端电路与比较器输出端之间连接正反馈电阻R2，比较器的负极输入端电压为参考电压Vref，在正反馈电阻的作用下构成正向迟滞比较器。RC滤波电路包括连接在比较器正极输入端电路上的滤波电阻R1以及并联在比较器正负两极输入端电路之间的滤波电容C1，比较器正极输入端电路上滤波电阻R1布置在滤波电容C1的连接位置之前。比较器的输出端电路上可以设置输出电阻Rout，正反馈电阻R2一端连接在滤波电阻R1和滤波电容C1之间的比较器正极输入端电路上，另一端连接在比较器输出端上。

参见图2，比较器负极输入端通过分压及稳压电路获得参考电压，分压及稳压电路包括分压电阻R11、R12和稳压电容C11。分压电阻R11的一端与比较器的5V电源端连接，分压电阻R12的一端与比较器的接地端连接。在正向迟滞比较器中，分压电阻R11和R12的另一端共同连接至比较器的负极输入端，稳压电容C11连接在比较器的负极输入端和接地端之间。

参见图3，RC滤波电路为两级滤波电路，包括串接在比较器正极输入端电上的滤波电阻R1、R3、R4，以及并联在比较器正负两极输入端电路之间的滤波电容C1、C2；滤波电容C1连接在滤波电阻R3、R4之间的比较器正极输入端电路与比较器负极输入端电路之间，滤波电阻C2连接在滤波电阻R4之后的比较器正极输入端电路与比较器负极输入端电路之间。正反馈电阻连接在滤波电阻R1、R3之间的比较器正极输入端电路与比较器输出端之间。滤波电阻R1、R3和滤波电容C1完成一次滤波，滤波电阻R4和滤波电容C2完成再一次滤波。

参见图4，在正反馈电阻R2的作用下，成为正向迟滞比较器。

以Vref为基点进行迟滞比较，门槛电压VH＝Vref+(Vref-VoutL)*R1/R2，VL＝Vref-(VoutH–Vref)*R1/R2，总门槛电压VH–VL＝(VoutH-VoutL)*R1/R2。

如果把参考电压接到比较器的另一输入端，数字化性能不会改变，变为反向迟滞比较器。

把传感器看作信号源，其输出作为电路的输入Vin。当Vin<VL时，Vout＝VoutL。当Vin上升到Vin＝Vref时，因反馈电阻R2的作用，比较器V+<Vref，Vout依然保持在VoutL。当Vin上升到Vin>VH时，比较器Vout才会跳变为VoutH。当Vin之后再下降到到Vref时，因反馈电阻R2的作用，比较器V+>Vref，Vout依然保持在VoutH。当Vin继续下降到Vin<VL时，比较器Vout才会跳变为VoutL。过程如图，门槛VH－VL可用于滤掉干扰。

参见图5，当同时测量多个细纱机锭子转速传感器的输出信号时，将若干个信号处理电路的输出端同时经过一个多路选择开关连接MCU，可以节省MCU的IO资源。

以上所述仅仅是本实用新型的较佳实施例，并不用以对本实用新型的技术方案进行任何限制，在不脱离本实用新型精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，本领域技术人员应当知晓这些修改和替换也均属于权利要求的保护内容范围。

Claims (6)

1.一种细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，其特征在于：包括正负两极的输入端分别与细纱机锭子转速传感器两端相连的比较器，比较器的正极输入端电路上设置RC滤波电路，比较器的正极输入端与比较器输出端之间连接正反馈电阻R2；当比较器的负极输入端连接参考电压时，在正反馈电阻R2的作用下该信号处理电路构成正向迟滞比较器；相反，当比较器的正极输入端连接参考电压，该信号处理电路构成反向迟滞比较器。

2.根据权利要求1所述细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，其特征在于：

所述的RC滤波电路为单级滤波电路，包括连接在比较器正极输入端电路上的滤波电阻R1以及并联在比较器正负两极输入端电路之间的滤波电容C1。

3.根据权利要求1所述细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，其特征在于：所述的RC滤波电路为两级滤波电路，包括串接在比较器正极输入端电路上的滤波电阻R1、R3、R4，以及并联在比较器正负两极输入端电路之间的滤波电容C1、C2；所述的滤波电容C1连接在滤波电阻R3、R4之间的比较器正极输入端电路与比较器负极输入端电路之间，滤波电阻C2连接在滤波电阻R4之后的比较器正极输入端电路与比较器负极输入端电路之间。

4.根据权利要求3所述细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，其特征在于：所述的正反馈电阻R2连接在滤波电阻R1、R3之间的比较器正极输入端电路与比较器输出端之间。

5.根据权利要求1所述细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，其特征在于：

所述比较器的正极输入端或负极输入端通过分压及稳压电路获得参考电压，所述的分压及稳压电路包括分压电阻R11、R12以及稳压电容C11；分压电阻R11的一端与比较器的电源端连接，分压电阻R12的一端与比较器的接地端连接；在正向迟滞比较器中，分压电阻R11和R12的另一端共同连接至比较器的负极输入端，稳压电容C11连接在比较器的负极输入端和接地端之间；在反向迟滞比较器中，分压电阻R11和R12的另一端共同连接至比较器的正极输入端，稳压电容C11连接在比较器的正极输入端和接地端之间。

6.根据权利要求1所述细纱机锭子转速传感器的信号处理电路，其特征在于：若干个信号处理电路的比较器输出端经过通过同一个多路选择开关连接至MCU。

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