CN216846390U - 一种脉冲频率计算电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脉冲频率计算电路，包括波形整形电路、处理器模块以及电平转换电路，所述处理器模块分别与所述波形整形电路以及所述电平转换电路电连接；所述波形整形电路用于将初始脉冲信号进行整形处理，并将整形处理后的脉冲信号输出给所述处理器模块；所述处理器模块用于接收所述整形处理后的脉冲信号，获取脉冲信号的数量，将所述脉冲信号的数量转换为脉冲信号的频率，并输出所述脉冲信号的频率给所述电平转换电路；所述电平转换电路用于接收所述脉冲信号的频率，并根据输出设备的电压要求转换输出电压。本实用新型提供的一种脉冲频率计算电路，根据当前脉冲的数量计算出当前脉冲的频率。

Description

一种脉冲频率计算电路

技术领域

本实用新型涉及流量脉冲技术领域，尤其涉及一种脉冲频率计算电路。

背景技术

目前涡轮流量计(脉冲输出方式)输出信号有两种方式，一是脉冲输出数量，二是脉冲输出频率，采集系统会根据流量计方式编写其中一种程序来满足采集，而当流量计在送检的时候，脉冲输出频率方式经常达不到计量精度。

流量计厂家会将输出方式更换成脉冲输出数量的方式，就能满足计量精度的送检要求。

现有技术中是直接将输出方式更换成脉冲输出数量的方式，然而在将输出方式进行改变前的信号却并未进行优化处理，且更改成脉冲输出后缺少电压转换的手段。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种脉冲频率计算电路，用以解决现有技术中在将输出方式进行改变前的信号未进行优化处理，且更改成脉冲输出后缺少电压转换手段的问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种脉冲频率计算电路，其特征在于，包括波形整形电路、处理器模块以及电平转换电路，处理器模块分别与波形整形电路以及电平转换电路电连接；

波形整形电路用于将初始脉冲信号进行整形处理，并将整形处理后的脉冲信号输出给处理器模块；

处理器模块用于接收整形处理后的脉冲信号，获取脉冲信号的数量，将脉冲信号的数量转换为脉冲信号的频率，并输出脉冲信号的频率给电平转换电路；

电平转换电路用于接收脉冲信号的频率，并根据输出设备的电压要求转换输出电压。

优选的，波形整形电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C1、C2、C3，其中，电阻R1一端接地，电阻R1的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接电容C2的一端，电容C2的另一端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端输入初始流量脉冲，电容C1和C2中间接地，电阻R3的一端接电容C2的另一端，电阻R3的另一端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端皆电阻R1的另一端，电容C3的一端接电阻R1的另一端，电容C3的另一端接电阻R2的另一端，电容C1和C2中间接地。

优选的，处理器模块是ARM-M3内核，ARM-M3内核的输入端接波形整形电路的输出，输出端接电平转换电路。

优选的，电平转换电路包括电阻R9、R10、R11、R12，电容C4、C5，三极管Q1、Q2，其中，电阻R9的一端接第一电压，电阻R9的另一端接电容C4的一端，电容C4的另一端电容C5，电容C5的另一端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极接电阻R9的另一端，发射极接第一电压，电阻R11并接到电容C5的两端，三极管Q2的基极接电容C5的一端，发射极接电容C5的另一端，集电极接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接第二电压。

优选的，波形整形电路和处理器模块之间还接入第一高速隔离光耦，以及电阻R5、R6，电阻R5一端接电源输入VCC1，电阻R5的另一端接第一高速隔离光耦的第一引脚，第一高速隔离光耦的第三引脚接波形整形电路的输出端，第一高速隔离光耦的第四引脚接地，第一高速隔离光耦的第五引脚接处理器模块，第一高速隔离光耦的第六引脚接第三电压以及电阻R6的一端，电阻R6的另一端接第一高速隔离光耦的第五引脚。

优选的，处理器模块和电平转换电路之间还接入第二高速隔离光耦，以及电阻R7、R8，电阻R7一端接处理器模块的输出端，电阻R7的另一端接第二高速隔离光耦的第三引脚，第二高速隔离光耦的第一引脚接第三电压，第二高速隔离光耦的第四引脚接地，第二高速隔离光耦的第五引脚接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电平转换电路的输入端，第二高速隔离光耦的第六引脚接第一电压。

优选的，高速隔离光耦的第一引脚为电压输入引脚，第五引脚为高速隔离光耦的输出引脚。

优选的，高速隔离光耦的电源电压还兼容第一电压。

优选的，波形整形电路的电阻R3和R4之间还接入整定参考电压vref。

优选的，电平转换电路的电阻R12和三极管Q2的集电极之间外接隔离模块，将预设频率的脉冲信号输出给隔离模块。

采用上述实施例的有益效果是：本实用新型提供的一种脉冲频率计算电路，通过波形整形电路接收初始脉冲信号，然后对初始脉冲信号进行整形，去除杂质，将初始的含杂脉冲信号进行了优化处理，并将整形后的脉冲数量信号发送给处理器模块，处理器模块接收整形后的脉冲数量信号后，计算当前脉冲数量信号对应的脉冲频率并发送给电平转换电路，电平转换电路在发送给外接设备，可以满足不同的外接设备的电压要求，实现了将脉冲数量转换成频率进行采集。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种脉冲频率计算电路的系统框架图；

图2为本实用新型提供的一种脉冲频率计算电路的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型提供了一种脉冲频率计算电路，以下分别进行说明。

请参阅图1，图2，图1为本实用新型提供的一种脉冲频率计算电路的系统框架图，图2为本实用新型提供的一种脉冲频率计算电路的电路结构图，本实用新型的一个具体实施例，公开了一种脉冲频率计算电路，其特征在于，包括波形整形电路10、处理器模块30以及电平转换电路50，处理器模块分别与波形整形电路以及电平转换电路电连接；

波形整形电路用于将初始脉冲信号进行整形处理，并将整形处理后的脉冲信号输出给处理器模块；

处理器模块用于接收整形处理后的脉冲信号，获取脉冲信号的数量，将脉冲信号的数量转换为脉冲信号的频率，并输出脉冲信号的频率给电平转换电路；

电平转换电路用于接收脉冲信号的频率，并根据输出设备的电压要求转换输出电压。

在上述实施例中，由于输入的线缆很长，会导致初始的脉冲信号中存在杂讯，并存在失真，通过波形整形电路对输入的初始脉冲信号进行整形处理，可以去除其中的杂讯，保证波形正确，同时使得整形后的脉冲信号不失真。

处理器模块可以完成复杂的定时运算功能，根据脉冲数量信号快速计算出当前脉冲数量信号所对应的脉冲频率。需要说明的是，处理器模块根据脉冲数量信号快速计算出当前脉冲数量信号所对应的脉冲频率属于现有技术，本实用新型通过借助处理器模块，设计了脉冲频率计算电路，实现了将脉冲数量转换成频率进行采集，避免了更改采集系统程序这样复杂繁琐的过程。处理器模块通过设置一个固定时间段，计量该时间段内的脉冲数量，则可以计算出脉冲的频率。

电平转换，目的是满足不同品牌的隔离模块输入的电压要求，可以满足各种类型的外部隔离模块。

与现有技术相比，本实施例提供的一种脉冲频率计算电路，通过波形整形电路接收初始脉冲信号，然后对初始脉冲信号进行整形，去除杂质，将初始的含杂脉冲信号进行了优化处理，并将整形后的脉冲数量信号发送给处理器模块，处理器模块接收整形后的脉冲数量信号后，计算当前脉冲数量信号对应的脉冲频率并发送给电平转换电路，电平转换电路在发送给外接设备，可以满足不同的外接设备的电压要求，实现了将脉冲数量转换成频率进行采集。

在本实用新型的一些实施例中，波形整形电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C1、C2、C3，其中，电阻R1一端接地，电阻R1的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接电容C2的一端，电容C2的另一端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端输入初始流量脉冲，电容C1和C2中间接地，电阻R3的一端接电容C2的另一端，电阻R3的另一端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端皆电阻R1的另一端，电容C3的一端接电阻R1的另一端，电容C3的另一端接电阻R2的另一端，电容C1和C2中间接地。

在上述实施例中，初始的流量脉冲信号从电阻R2接入到波形整形电路中，并通过电路进行整形，将整形后的流量脉冲信号发搜个第一高速隔离光耦的第二引脚。

在本实用新型的一些实施例中，处理器模块是ARM-M3内核，ARM-M3内核的输入端接波形整形电路的输出，输出端接电平转换电路。

在上述实施例中，ARM-M3内核是一个具有低中断延迟时间和低成本调试特性的32位处理器，具有高集成度和增加的特性，适合于需要高性能和低功耗微控制器的领域。ARM-M3内核基于ARMv7架构，并且支持一个强大且可扩展的指令集，包括通用数据处理I/O控制任务和增加的数据处理位域操作。

在本实用新型的一些实施例中，电平转换电路包括电阻R9、R10、R11、R12，电容C4、C5，三极管Q1、Q2，其中，电阻R9的一端接第一电压，电阻R9的另一端接电容C4的一端，电容C4的另一端电容C5，电容C5的另一端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极接电阻R9的另一端，发射极接第一电压，电阻R11并接到电容C5的两端，三极管Q2的基极接电容C5的一端，发射极接电容C5的另一端，集电极接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接第二电压。

在上述实施例中，第一电压为+5V2，是第二路5V电源，与处理器模块的电源是相互隔离开的，第二电压是+3.3V到+30V，表示的是，输出的高电平可以在3.3V至30V任意选择调整，满足不同电源品牌的隔离模块。

在本实用新型的一些实施例中，波形整形电路和处理器模块之间还接入第一高速隔离光耦，以及电阻R5、R6，电阻R5一端接电源输入VCC1，电阻R5的另一端接第一高速隔离光耦的第一引脚，第一高速隔离光耦的第三引脚接波形整形电路的输出端，第一高速隔离光耦的第四引脚接地，第一高速隔离光耦的第五引脚接处理器模块，第一高速隔离光耦的第六引脚接第三电压以及电阻R6的一端，电阻R6的另一端接第一高速隔离光耦的第五引脚。

在上述实施例中，第三电压为+3.3V，本实施例中对VCC1的具体电压不加以限制，只要求其能保证电路正常工作即可，第一高速隔离光耦的第五引脚为其输出引脚，将脉冲信号发送给处理器模块。

在本实用新型的一些实施例中，处理器模块和电平转换电路之间还接入第二高速隔离光耦，以及电阻R7、R8，电阻R7一端接处理器模块的输出端，电阻R7的另一端接第二高速隔离光耦的第三引脚，第二高速隔离光耦的第一引脚接第三电压，第二高速隔离光耦的第四引脚接地，第二高速隔离光耦的第五引脚接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电平转换电路的输入端，第二高速隔离光耦的第六引脚接第一电压。

在上述实施例中，第二高速隔离光耦的第三引脚为其输入引脚，接收处理器模块计算完成后的脉冲频率信号，第二高速隔离光耦的第五引脚为其输出引脚，将处理器模块计算完成后的脉冲频率信号发送给电平转换电路。

需要说明的是，光耦是单向传输的，所以可以实现信号的单向传输，使输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定；由于光耦是光电式的所以使用寿命长，摆脱了机械式触点有吸合次数的缺陷。

在本实用新型的一些实施例中，高速隔离光耦的第一引脚为电压输入引脚，第五引脚为高速隔离光耦的输出引脚。

在上述实施例中，高速隔离光耦优选东芝TLP2362，数据传送速率达到10MBd，隔离电压为3500Vrms。

需要说明的是，高速隔离光耦的第六引脚也为电压输入引脚，第三引脚为信号输入引脚，第四引脚为接地引脚，第五引脚为信号输出引脚。

在本实用新型的一些实施例中，高速隔离光耦的电源电压还兼容第一电压。

在上述实施例中，高速隔离光耦可以输入第三电压，即+3.3V电压，另外还可以兼容第一电压，即+5V2电压。

在本实用新型的一些实施例中，波形整形电路的电阻R3和R4之间还接入整定参考电压vref。

在上述实施例中，vref是一个整定的参考电压，根据输入脉冲的幅度来调整的，保证输入光耦的脉冲信号幅值不会过高。

需要说明的是，本实用新型采用完全隔离开的多组电源，相互没有联系，防止干扰，提高系统可靠性，保证计量精度。

在本实用新型的一些实施例中，电平转换电路的电阻R12和三极管Q2的集电极之间外接隔离模块，将预设频率的脉冲信号输出给隔离模块。

在上述实施例中，预设频率的脉冲信号为当前脉冲数量信号计算完成的脉冲频率信号，电平转换电路的输出端在电阻R12和三极管Q2的集电极之间，根据外接隔离模块的输入电压要求，完成电平转换，并输出。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种脉冲频率计算电路，其特征在于，包括波形整形电路、处理器模块以及电平转换电路，所述处理器模块分别与所述波形整形电路以及所述电平转换电路电连接；

所述波形整形电路用于将初始脉冲信号进行整形处理，并将整形处理后的脉冲信号输出给所述处理器模块；

所述处理器模块用于接收所述整形处理后的脉冲信号，获取脉冲信号的数量，将所述脉冲信号的数量转换为脉冲信号的频率，并输出所述脉冲信号的频率给所述电平转换电路；

所述电平转换电路用于接收所述脉冲信号的频率，并根据输出设备的电压要求转换输出电压；

其中，所述波形整形电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C1、C2、C3，其中，所述电阻R1一端接地，所述电阻R1的另一端接所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端接所述电容C2的一端，所述电容C2的另一端接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端输入初始流量脉冲，所述电容C1和C2中间接地，所述电阻R3的一端接所述电容C2的另一端，所述电阻R3的另一端接所述电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端皆所述电阻R1的另一端，所述电容C3的一端接所述电阻R1的另一端，所述电容C3的另一端接所述电阻R2的另一端，所述电容C1和C2中间接地。

2.根据权利要求1所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述处理器模块是ARM-M3内核，所述ARM-M3内核的输入端接所述波形整形电路的输出，输出端接所述电平转换电路。

3.根据权利要求1所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述电平转换电路包括电阻R9、R10、R11、R12，电容C4、C5，三极管Q1、Q2，其中，所述电阻R9的一端接第一电压，所述电阻R9的另一端接所述电容C4的一端，所述电容C4的另一端所述电容C5，所述电容C5的另一端接所述电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基极接所述电阻R9的另一端，发射极接第一电压，所述电阻R11并接到所述电容C5的两端，所述三极管Q2的基极接所述电容C5的一端，发射极接所述电容C5的另一端，集电极接所述电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接第二电压。

4.根据权利要求1所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述波形整形电路和所述处理器模块之间还接入第一高速隔离光耦，以及电阻R5、R6，所述电阻R5一端接电源输入VCC1，所述电阻R5的另一端接所述第一高速隔离光耦的第一引脚，所述第一高速隔离光耦的第三引脚接所述波形整形电路的输出端，所述第一高速隔离光耦的第四引脚接地，所述第一高速隔离光耦的第五引脚接所述处理器模块，所述第一高速隔离光耦的第六引脚接第三电压以及所述电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端接所述第一高速隔离光耦的第五引脚。

5.根据权利要求1所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述处理器模块和所述电平转换电路之间还接入第二高速隔离光耦，以及电阻R7、R8，所述电阻R7一端接所述处理器模块的输出端，所述电阻R7的另一端接所述第二高速隔离光耦的第三引脚，所述第二高速隔离光耦的第一引脚接第三电压，所述第二高速隔离光耦的第四引脚接地，所述第二高速隔离光耦的第五引脚接电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端接所述电平转换电路的输入端，所述第二高速隔离光耦的第六引脚接第一电压。

6.根据权利要求4或5所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述高速隔离光耦的第一引脚为电压输入引脚，第五引脚为所述高速隔离光耦的输出引脚。

7.根据权利要求6所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述高速隔离光耦的电源电压还兼容第一电压。

8.根据权利要求1所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述波形整形电路的电阻R3和R4之间还接入整定参考电压vref。

9.根据权利要求3所述的脉冲频率计算电路，其特征在于，所述电平转换电路的电阻R12和三极管Q2的集电极之间外接隔离模块，将预设频率的脉冲信号输出给所述隔离模块。

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