CN216013975U - 一种接口板控制模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种接口板控制模块，属于信号调理电路技术领域，包含16位AD转换芯片、位移传感器信号调理电路，所述位移传感器信号调理电路包含第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、电压输入VIN端和电压输出VOUT端，本实用新型位移传感器、激光位移传感器输出的模拟信号经过信号调理放大电路输入至AD可以接受的信号幅值当位移传感器输入的模拟信号幅值由0V增大到10V时，经过信号调理之后输出的幅值为0V到4V，在AD可接受幅值范围内，其截止带宽频率大约为6kHZ,可有效滤除噪声。
Description
技术领域
本实用新型属于信号调理电路技术领域，尤其涉及一种接口板控制模块。
背景技术
随着技术的发展，通用串行总线C型(Universal Serial Bus Type-C，USB TypeC)接口，广泛应用于智能手机、平板电脑等电子设备。电子设备可以通过Type-C接口与外部Type- C设备进行连接，实现设备间的交互。
为了便于用户使用，电子设备的Type-C接口的设置通常是外露的，使得Type-C接口容易接触到汗液、油污等导电性液体。Type-C接口的配置信道引脚上持续带电，当存在导电性液体时，易在接口内部形成电化学反应的回路。增大电子设备的功耗、加速Type-C接口的腐蚀、影响使用寿命，并易产生火灾等安全隐患。
现有的数字信号处理技术是用ADC把模拟信号量化成数字信号，为了提高精度，需要对数字信号进行8～32bit编码，经DSP处理后再用DAC还原成模拟信号。整个过程比较复杂，存在的缺点是功耗大，造价高。
此外，在多参考点电子系统中，信号需要跨过一道隔离墙进行传输，传统的隔离器件是磁耦合变压器、高压电容、或光电转换器件。这些器件线性范围窄，体积大，不能用半导体集成工艺实现。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种接口板控制模块，位移传感器、激光位移传感器输出的模拟信号经过信号调理放大电路输入至AD可以接受的信号幅值当位移传感器输入的模拟信号幅值由0V增大到10V时，经过信号调理之后输出的幅值为 0V到4V，在AD可接受幅值范围内，其截止带宽频率大约为6kHZ,可有效滤除噪声。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种接口板控制模块，包含接口板，所述接口板设置在FPGA控制模块和位移传感器之间，所述接口板包含16位AD转换芯片、位移传感器信号调理电路，所述位移传感器依次经过位移传感器信号调理电路、16位AD转换芯片连接FPGA控制模块；
所述位移传感器信号调理电路包含第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻 R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、电压输入VIN端和电压输出VOUT端，电压输入VIN 端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端分别连接第一运算放大器U1的负极输入端、第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端分别连接第二电阻R2的另一端、第一运算放大器U1的输出端和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端分别连接第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端和第二运算放大器U2的负极输入端，第二电容C2的另一端分别连接第六电阻R6的另一端、第二运算放大器U2的输出端和电压输出VOUT端，第二运算放大器U2的正极输入端分别连接第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端，第七电阻 R7的另一端和第八电阻R8的另一端连接并接地，第一运算放大器U1的正极输入端分别连接第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的另一端连接并接地。
作为本实用新型一种接口板控制模块的进一步优选方案，所述16位AD转换芯片的芯片型号为AD7689。
作为本实用新型一种接口板控制模块的进一步优选方案，所述16位AD转换芯片的输入电压范围为0-4.096V。
作为本实用新型一种接口板控制模块的进一步优选方案，所述第一电阻R1和第二电阻 R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8的阻值均为10千欧。
作为本实用新型一种接口板控制模块的进一步优选方案，所述第四电阻R4的阻值为4.02 千欧。
作为本实用新型一种接口板控制模块的进一步优选方案，所述第一运算放大器U1和第二运算放大器U2的芯片型号为ADA4177。
作为本实用新型一种接口板控制模块的进一步优选方案，所述第一电容C1、第二电容C2 的值为2200pF。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本实用新型接口板控制模块作为FPGA核心板和传感器连接的中间部件,主要完成各传感器数据信号调理、电平转换、AD转换等功能，并将转换后的信号通过两排排插连接至FPGA 核心板FPGA芯片，由FPGA芯片根据设定的时间间隔，完成各传感器数据的同步采集；
2、本实用新型位移传感器、激光位移传感器输出的模拟信号经过信号调理放大电路输入至AD可以接受的信号幅值当位移传感器输入的模拟信号幅值由0V增大到10V时，经过信号调理之后输出的幅值为0V到4V，在AD可接受幅值范围内，其截止带宽频率大约为6kHZ,可有效滤除噪声。
3、本实用新型由于位移传感器和激光位移传感器输出模拟信号的幅值可能各不相同，而 AD7689可接受输入的电压范围为0-4.096V，因此上述传感器输出的模拟信号不能直接输入至AD转换芯片，需要将这些模拟信号通过信号调理电路调理为AD可接受的模拟信号输入并保证这些模拟信号幅值的统一。
附图说明
图1是本实用新型接口板控制模块的结构原理图；
图2是本实用新型位移传感器信号调理电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
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。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
一种接口板控制模块，如图1所示，包含接口板，所述接口板设置在FPGA控制模块和位移传感器之间，所述接口板包含16位AD转换芯片、位移传感器信号调理电路，所述位移传感器依次经过位移传感器信号调理电路、16位AD转换芯片连接FPGA控制模块；
如图2所示，所述位移传感器信号调理电路包含第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻 R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、电压输入VIN端和电压输出VOUT端，电压输入VIN端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端分别连接第一运算放大器U1 的负极输入端、第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端分别连接第二电阻R2的另一端、第一运算放大器U1的输出端和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端分别连接第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端和第二运算放大器U2的负极输入端，第二电容C2的另一端分别连接第六电阻R6的另一端、第二运算放大器U2的输出端和电压输出VOUT端，第二运算放大器U2的正极输入端分别连接第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端，第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端连接并接地，第一运算放大器U1的正极输入端分别连接第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端，第三电阻R3的另一端和第四电阻 R4的另一端连接并接地。本实用新型位移传感器、激光位移传感器输出的模拟信号经过信号调理放大电路输入至AD可以接受的信号幅值当位移传感器输入的模拟信号幅值由0V增大到 10V时，经过信号调理之后输出的幅值为0V到4V，在AD可接受幅值范围内，其截止带宽频率大约为6kHZ,可有效滤除噪声。
优选的，所述16位AD转换芯片的芯片型号为AD7689。
优选的，所述16位AD转换芯片的输入电压范围为0-4.096V。
优选的，所述第一电阻R1和第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8的阻值均为10千欧。
优选的，所述第四电阻R4的阻值为4.02千欧。
优选的，所述第一运算放大器U1和第二运算放大器U2的芯片型号为ADA4177。
优选的，所述第一电容C1、第二电容C2的值为2200pF。
本实用新型接口板控制模块作为FPGA核心板和传感器连接的中间部件,主要完成各传感器数据信号调理、电平转换、AD转换等功能，并将转换后的信号通过两排排插连接至FPGA 核心板FPGA芯片，由FPGA芯片根据设定的时间间隔，完成各传感器数据的同步采集；
本实用新型由于位移传感器和激光位移传感器输出模拟信号的幅值可能各不相同，而 AD7689可接受输入的电压范围为0-4.096V，因此上述传感器输出的模拟信号不能直接输入至AD转换芯片，需要将这些模拟信号通过信号调理电路调理为AD可接受的模拟信号输入并保证这些模拟信号幅值的统一。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (7)
1.一种接口板控制模块，其特征在于：包含接口板，所述接口板设置在FPGA控制模块和位移传感器之间，所述接口板包含16位AD转换芯片、位移传感器信号调理电路，所述位移传感器依次经过位移传感器信号调理电路、16位AD转换芯片连接FPGA控制模块；
所述位移传感器信号调理电路包含第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、电压输入VIN端和电压输出VOUT端，电压输入VIN端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端分别连接第一运算放大器U1的负极输入端、第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端分别连接第二电阻R2的另一端、第一运算放大器U1的输出端和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端分别连接第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端和第二运算放大器U2的负极输入端，第二电容C2的另一端分别连接第六电阻R6的另一端、第二运算放大器U2的输出端和电压输出VOUT端，第二运算放大器U2的正极输入端分别连接第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端，第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端连接并接地，第一运算放大器U1的正极输入端分别连接第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的另一端连接并接地。
2.根据权利要求1所述的一种接口板控制模块，其特征在于：所述16位AD转换芯片的芯片型号为AD7689。
3.根据权利要求1所述的一种接口板控制模块，其特征在于：所述16位AD转换芯片的输入锻压范围为0-4.096V。
4.根据权利要求1所述的一种接口板控制模块，其特征在于：所述第一电阻R1和第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8的阻值均为10千欧。
5.根据权利要求1所述的一种接口板控制模块，其特征在于：所述第四电阻R4的阻值为4.02千欧。
6.根据权利要求1所述的一种接口板控制模块，其特征在于：所述第一运算放大器U1和第二运算放大器U2的芯片型号为ADA4177。
7.根据权利要求1所述的一种接口板控制模块，其特征在于：所述第一电容C1、第二电容C2的值为2200pF。
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