CN213213432U - 一种开漏信号接口电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开漏信号接口电路，包括：与传输线连接、用于对接收到的开漏信号进行滤波处理的滤波模块；与滤波模块连接、用于放大开漏信号的放大模块；与放大模块连接、用于隔离干扰信号、并将放大后的开漏信号转换为对应的数字信号输出的隔离模块；分别与放大模块及隔离模块连接、指示与电路状态对应的信息的指示模块；分别与滤波模块、放大模块及隔离模块连接的电源模块。本申请能够提高开漏信号的驱动能力，增强信号采集的抗干扰能力，同时通过指示模块指示电路状态，提高可靠性和安全性。

Description

一种开漏信号接口电路

技术领域

本申请涉及信号处理领域，特别涉及一种开漏信号接口电路。

背景技术

随着大规模集成电路、电力电子技术的发展，目前工业控制、轨道交通、民用产品均有开漏电路或元件的应用，特别是在单片机控制、非接触测量领域，较多的采用这种信号输出方式。在轨道交通领域，比如传感器、电机霍尔等分布在车辆的不同位置，而控制装置一般安装在电气室，信号传输线长，信号经过电缆传递到控制装置的接收端时，信号幅度大大减弱，甚至缺失，这对于接收端的采集电路极其不利，甚至可能导致控制装置的误操作。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种开漏信号接口电路，能够提高开漏信号的驱动能力，增强对信号的采集的抗干扰能力，同时通过指示模块指示电路状态，提高可靠性和安全性。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种开漏信号接口电路，包括：

与传输线连接、用于对接收到的开漏信号进行滤波处理的滤波模块；

与所述滤波模块连接、用于放大所述开漏信号的放大模块；

与所述放大模块连接、用于隔离干扰信号、并将放大后的开漏信号转换为对应的数字信号输出的隔离模块；

分别与所述放大模块及所述隔离模块连接、指示与电路状态对应的信息的指示模块；

分别与所述滤波模块、所述放大模块及所述隔离模块连接的电源模块。

优选的，所述滤波模块为低通滤波模块。

优选的，所述低通滤波模块包括磁珠及电容，其中：

所述磁珠的第一端接入所述开漏信号，所述磁珠的第二端分别与所述电容的第一端及所述放大模块连接，所述电容的第二端接地。

优选的，所述放大模块包括第一上拉电阻、基极电阻、三极管及集电极电阻，其中：

所述第一上拉电阻的第一端与所述电源模块连接，所述第一上拉电阻的第一端通过所述集电极电阻与所述三极管的集电极连接，所述三极管的基极通过所述基极电阻分别与所述第一上拉电阻的第二端及所述电容的第一端连接，所述三极管的发射极接地。

优选的，所述隔离模块为光耦隔离模块。

优选的，所述光耦隔离模块包括限流电阻、光耦及第二上拉电阻，其中：

所述限流电阻的第一端分别与所述放大模块及所述指示模块连接，所述限流电阻的第二端与所述光耦的输入端连接，所述光耦的输出端与所述第二上拉电阻的第一端连接作为所述接口电路的输出端，所述光耦的接地端接地，所述光耦的电源端分别与所述电源模块及所述第二上拉电阻的第二端连接。

优选的，所述指示模块包括第一电阻及LED，其中，所述第一电阻的第一端分别与所述放大模块和所述隔离模块连接，所述第一电阻的第二端与所述发光二极管的阳极连接，所述发光二极管的阴极接地。

优选的，所述电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，其中：

所述第一电源模块为所述放大模块和所述隔离模块供电，所述第二电源模块为所述隔离模块供电。

本申请提供了一种开漏信号接口电路，包括：与传输线连接、用于对接收到的开漏信号进行滤波处理的滤波模块；与滤波模块连接、用于放大开漏信号的放大模块；与放大模块连接、用于隔离干扰信号、并将放大后的开漏信号转换为对应的数字信号输出的隔离模块；分别与放大模块及隔离模块连接、指示与电路状态对应的信息的指示模块；分别与滤波模块、放大模块及隔离模块连接的电源模块。

在实际应用中，采用本申请的方案，在开漏信号的接收端构建接口电路，通过滤波模块对开漏信号进行滤波，并通过放大模块对滤波后的开漏信号进行放大，提高开漏信号的驱动能力，在与采集电路连接的输出端还设置了隔离模块用于隔离外部干扰信号，增强对信号的采集的抗干扰能力，同时通过指示模块指示电路状态，提高可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种开漏信号接口电路的结构示意图；

图2为本申请所提供的另一种开漏信号接口电路的结构示意图；

图3为本申请所提供的另一种开漏信号接口电路的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种开漏信号接口电路，能够提高开漏信号的驱动能力，增强对信号的采集的抗干扰能力，同时通过指示模块指示电路状态，提高可靠性和安全性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请所提供的一种开漏信号接口电路的结构示意图，该开漏信号接口电路包括：

与传输线连接、用于对接收到的开漏信号进行滤波处理的滤波模块1；

与滤波模块1连接、用于放大开漏信号的放大模块2；

与放大模块2连接、用于隔离干扰信号、并将放大后的开漏信号转换为对应的数字信号输出的隔离模块3；

分别与放大模块2及隔离模块3连接、指示与电路状态对应的信息的指示模块4；

分别与滤波模块1、放大模块2及隔离模块3连接的电源模块5。

首先需要说明的是，开漏信号是指信号采用漏极开路输出的形式，低电平时输出接地，高电平时输出高阻，输出带负载能力小。基于此，本实施例中的接口电路设于信号的接收端，与控制装置连接，以便在后端CPU采集之前，对开漏信号进行处理，便于后端采集电路采集到准确的信号。

本实施例中的接口电路包括滤波模块1、放大模块2、隔离模块3、指示模块4及电源模块5，其中，滤波模块1的输入端接传输线，以便接收开漏信号，对开漏信号进行滤波处理，滤波模块1具体可以为低通滤波模块，通过低通滤波模块抑制经传输线传输的开漏信号中的高频分量、干扰和噪声。接着将滤波后的开漏信号传输至与滤波模块1连接的放大模块2，由放大模块2放大开漏信号，以便提高开漏信号驱动能力。然后通过隔离模块3隔离外部干扰信号，并将放大后的开漏信号转换为数字信号输出，以便后端CPU的采集。此外，本实施例中还设置有指示模块4，用于指示电路状态对应的信息，这里的电路状态具体指接口电路中当前接收到的开漏信号的状态，以及信号传输状态等，用户可根据指示模块4指示的信息做出后续处理，以提高接口电路的可靠性和安全性。

可以理解的是，当开漏信号输出为低时，经过本实施例所提供的接口电路输出低电平，指示模块4指示第一信息；当开漏信号输出为高阻时，经过本实施例所提供的接口电路输出高电平，指示模块4指示第二信息；当开漏信号为高、低控制翻转(脉冲信号)时，经过本实施例所提供的接口电路，会形成规整的矩形波信号输出，此时指示模块4指示第三信息。

可见，本实施例中在开漏信号的接收端构建接口电路，通过滤波模块1对开漏信号进行滤波，并通过放大模块2对滤波后的开漏信号进行放大，提高开漏信号的驱动能力，在与采集电路连接的输出端还设置了隔离模块3用于隔离外部干扰信号，增强对信号的采集的抗干扰能力，同时通过指示模块指示电路状态，提高可靠性和安全性。

请参照图2，图2为本申请所提供的另一种开漏信号接口电路的结构示意图，该开漏信号接口电路在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，低通滤波模块包括磁珠Z1及电容C1，其中：

磁珠Z1的第一端接入开漏信号，磁珠Z1的第二端分别与电容C1的第一端及放大模块2连接，电容C1的第二端接地。

具体的，低通滤波模块由磁珠Z1和电容C1组成，用于滤除外部干扰和尖峰波形信号等，使有效的信号能进入后端放大模块。

作为一种优选的实施例，放大模块包括第一上拉电阻R1、基极电阻R6、三极管V1及集电极电阻R2，其中：

第一上拉电阻R1的第一端与电源模块5连接，第一上拉电阻R1的第一端通过集电极电阻R2与三极管V1的集电极连接，三极管V1的基极通过基极电阻R6分别与第一上拉电阻R1的第二端及电容C1的第一端连接，三极管V1的发射极接地。

具体的，放大模块是由三极管V1构成的放大模块，对信号进行驱动放大，其中，三极管V1具有体积小、成本低的优点，从而减小放大模块在PCB板上的占板面积。

作为一种优选的实施例，隔离模块3为光耦VI1隔离模块3。

作为一种优选的实施例，光耦VI1隔离模块3包括限流电阻R3、光耦VI1及第二上拉电阻R5，其中：

限流电阻R3的第一端分别与放大模块2及指示模块4连接，限流电阻R3的第二端与光耦VI1的输入端连接，光耦VI1的输出端与第二上拉电阻R5的第一端连接作为接口电路的输出端，光耦VI1的接地端接地，光耦VI1的电源端分别与电源模块5及第二上拉电阻R5的第二端连接。

具体的，光耦VI1具有体积小、寿命长、无触点、单向传输信号等优点，使输入端和输出端完全实现了电气隔离，抗干扰能力强。光耦VI1中包括发光二极管、光敏三极管及二极管，发光二极管捕获电流能力强，从而降低对系统的消耗。

作为一种优选的实施例，指示模块4包括第一电阻R4及LED HL1，其中，第一电阻R4的第一端分别与放大模块2和隔离模块3连接，第一电阻R4的第二端与发光二极管的阳极连接，发光二极管的阴极接地。

具体的，本实施例中的指示模块4包括第一电阻R4及LED HL1，通过LED HL1的亮/灭/闪烁来指示不同的状态，如：

当开漏信号输出为低时，经过本实施例所提供的接口电路输出低电平，LED HL1点亮；当开漏信号输出为高阻时，经过本实施例所提供的接口电路输出高电平，LED HL1熄灭；当开漏信号为高、低控制翻转(脉冲信号)时，经过本实施例所提供的接口电路，会形成规整的矩形波信号输出，此时LED HL1闪烁。因此，用户可根据LED HL1的状态判断当前开漏信号是低电平状态还是高阻状态或者为高低翻转状态，同时当LED HL1常亮时，可以判断SQ1_In信号维持低电平(工程上通常为启动)；当LED HL1熄灭时，可以判断SQ1_In维持高阻(或者线缆断开)，这样，就能够达到判断电路及线缆连接是否正常之目的。

作为一种优选的实施例，电源模块5包括第一电源模块51和第二电源模块52，其中：

第一电源模块51为放大模块2和隔离模块3供电，第二电源模块52为隔离模块3供电。

具体的，本实施例采用两个独立的电源模块分别为接口电路中的其他功能模块供电，可以理解的是，由第二电源模块52单独为隔离模块3供电可以进一步提高本接口电路的抗干扰能力。

进一步的，参照图3所示，在某些应用环境下，涉及多个开漏信号源，如开漏信号切换使用的情况，可以将多个开漏信号并联，即多个开漏信号末端并联接入本申请所提供的接口电路，形成一个多信号连续的信号输出。

当然，若存在多个独立的开漏信号源，则应对应设置对个接口电路，以保证信号链路的独立性。对于多个独立的开漏信号源的情况，可仅设置一组第一电源模块51和第二电源模块52，分别为各个接口电路中对应的功能模块供电。

综上所述，采用本申请的方案能够很好地解决工程应用中直接采集开漏信号存在的工作不稳定甚至采不到信号的问题。而且本申请原理简单，仅用少量元件构成，既解决了信号电流驱动能力弱，易受干扰等使用问题，同时维持低成本投入，易于批量和工程化，特别是通过LED的状态能直接反应电路工作状态，无需编程，可靠实用。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种开漏信号接口电路，其特征在于，包括：

与传输线连接、用于对接收到的开漏信号进行滤波处理的滤波模块；

与所述滤波模块连接、用于放大所述开漏信号的放大模块；

与所述放大模块连接、用于隔离干扰信号、并将放大后的开漏信号转换为对应的数字信号输出的隔离模块；

分别与所述放大模块及所述隔离模块连接、指示与电路状态对应的信息的指示模块；

分别与所述滤波模块、所述放大模块及所述隔离模块连接的电源模块。

2.根据权利要求1所述的开漏信号接口电路，其特征在于，所述滤波模块为低通滤波模块。

3.根据权利要求2所述的开漏信号接口电路，其特征在于，所述低通滤波模块包括磁珠及电容，其中：

所述磁珠的第一端接入所述开漏信号，所述磁珠的第二端分别与所述电容的第一端及所述放大模块连接，所述电容的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的开漏信号接口电路，其特征在于，所述放大模块包括第一上拉电阻、基极电阻、三极管及集电极电阻，其中：

所述第一上拉电阻的第一端与所述电源模块连接，所述第一上拉电阻的第一端通过所述集电极电阻与所述三极管的集电极连接，所述三极管的基极通过所述基极电阻分别与所述第一上拉电阻的第二端及所述电容的第一端连接，所述三极管的发射极接地。

5.根据权利要求1所述的开漏信号接口电路，其特征在于，所述隔离模块为光耦隔离模块。

6.根据权利要求5所述的开漏信号接口电路，其特征在于，所述光耦隔离模块包括限流电阻、光耦及第二上拉电阻，其中：

所述限流电阻的第一端分别与所述放大模块及所述指示模块连接，所述限流电阻的第二端与所述光耦的输入端连接，所述光耦的输出端与所述第二上拉电阻的第一端连接作为所述接口电路的输出端，所述光耦的接地端接地，所述光耦的电源端分别与所述电源模块及所述第二上拉电阻的第二端连接。

7.根据权利要求1所述的开漏信号接口电路，其特征在于，所述指示模块包括第一电阻及LED，其中，所述第一电阻的第一端分别与所述放大模块和所述隔离模块连接，所述第一电阻的第二端与所述LED的阳极连接，所述LED的阴极接地。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的开漏信号接口电路，其特征在于，所述电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，其中：

所述第一电源模块为所述放大模块和所述隔离模块供电，所述第二电源模块为所述隔离模块供电。

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