CN219495263U - 一种传感器多功能信号采集电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种传感器多功能信号采集电路，所述传感器多功能信号采集电路包括：电源模块、AD转换模块、数字采集模块和数字通讯模块，其中，所述电源模块分别与所述AD转换模块、所述数字采集模块和所述数字通讯模块连接，所述数字采集模块分别与所述AD转换模块和所述数字通讯模块连接，所述电源模块与输入电源连接，所述数字通讯模块与外接设备连接。本申请提供的一种传感器多功能信号采集电路可满足多种信号实时采集、采集精度高的要求，解决了传感器多种信号实时采集的问题，同时提高了采集精度，抗干扰能力增强，适用温度范围为：‑55℃～85℃；对于多路信号采集提供了简单易实现的设计，可节省大量的成本。

Description

一种传感器多功能信号采集电路

技术领域

本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种传感器多功能信号采集电路。

背景技术

传感器是一种检测装置，能够感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按照一定规律变换成电信号或其他形式的信号输出。实际应用中的传感器类型多种多样，并且传感器的输出信号有频率信号、电压信号等多种形式，因此后级对于信号的采集电路就显得尤为重要。

目前，大量的传感器被应用于多种领域进行相关信号的采集和检测，因此信号采集电路的设计就显得尤为重要。当现有的单一信号采集电路应用于具有多类型信号采集上时，接线方式就显得尤为复杂，并且对于信号采集的实时性也大打折扣。针对目前的实际使用环境，对于传感器多功能信号采集电路的需求越来越迫切，并且对信号采集电路的实时性和采集信号的准确性也提出了更高的要求。

现有的传感器信号采集电路的缺点如下：1、只能够采集某种单一形式的信号，不能满足对多种信号的实时采集；2、采集精度不高，导致传感器被测量信号输出结果不准确；3、抗干扰能力较弱，无法应用于远距离信号采集传输的场景。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种传感器多功能信号采集电路。

第一方面，本申请提供了一种传感器多功能信号采集电路，包括：电源模块、AD转换模块、数字采集模块和数字通讯模块，其中，所述电源模块分别与所述AD转换模块、所述数字采集模块和所述数字通讯模块连接，所述数字采集模块分别与所述AD转换模块和所述数字通讯模块连接，所述电源模块与输入电源连接，所述数字通讯模块与外接设备连接。

优选地，所述电源模块包括：第一DC-DC电路，其中，所述第一DC-DC电路的输入端与所述输入电源的输出端连接。

优选地，所述电源模块还包括：第二DC-DC电路，其中，所述第二DC-DC电路的输入端与所述第一DC-DC电路的输出端连接，所述第二DC-DC电路的输出端与所述数字采集模块的输入端连接。

优选地，所述电源模块还包括：LDO电路，其中，所述LDO电路的输入端与所述第一DC-DC电路的输出端连接。

优选地，所述电源模块还包括：电压基准电路，所述电压基准电路的输入端与所述LDO电路的输出端连接。

优选地，所述电源模块还包括：滤波电路，所述滤波电路的输出端与所述第一DC-DC电路的输入端连接。

优选地，所述电源模块还包括：防反接电路，所述防反接电路的输入端与所述输入电源的输出端连接，所述防反接电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请提供的一种传感器多功能信号采集电路可满足多种信号实时采集、采集精度高的要求，解决了传感器多种信号实时采集的问题，同时提高了采集精度，抗干扰能力增强，适用温度范围为：-55℃～85℃；对于多路信号采集提供了简单易实现的设计，可节省大量的成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中第一DC-DC电路的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中第二DC-DC电路的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中LDO电路的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中电压基准电路的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中滤波电路和防反接电路的示意图；

图7为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中AD转换模块的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中数字采集模块的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路中数字通讯模块的示意图。

具体实施方式

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的一部分实施例，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的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。

图1为本申请实施例提供的一种传感器多功能信号采集电路的示意图。

本申请提供了一种传感器多功能信号采集电路，包括：电源模块、AD转换模块、数字采集模块和数字通讯模块，其中，所述电源模块分别与所述AD转换模块、所述数字采集模块和所述数字通讯模块连接，所述数字采集模块分别与所述AD转换模块和所述数字通讯模块连接，所述电源模块与输入电源连接，所述数字通讯模块与外接设备连接。

具体地，电源模块为其他模块提供相应的工作电压；AD转换模块是将采集到的模拟信号转换为数字信号，作为数字采集模块的输入信号，若采集到的输入信号为数字信号，则可直接输入到数字采集模块；数字采集模块将接收到的数字信号进行采集与处理进行输出；数字通讯模块是实现传感器多功能信号采集电路和其他外界设备之间的通讯。

如图2-6所示，在本申请实施例中，所述电源模块包括：第一DC-DC电路、第二DC-DC电路、LDO电路、电压基准电路、滤波电路和防反接电路，其中，所述第一DC-DC电路的输入端与所述输入电源的输出端连接，所述第二DC-DC电路的输入端与所述第一DC-DC电路的输出端连接，所述第二DC-DC电路的输出端与所述数字采集模块的输入端连接，所述LDO电路的输入端与所述第一DC-DC电路的输出端连接，所述电压基准电路的输入端与所述LDO电路的输出端连接，所述滤波电路的输出端与所述第一DC-DC电路的输入端连接，所述防反接电路的输入端与所述输入电源的输出端连接，所述防反接电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接。

具体地，电源模块主要功能是为采集电路中其余模块提供相应的工作电压。电源模块输入端设置滤波电路和防反接电路，其中D2为防接反二极管，可起到防接反保护的作用，L1、L2、C1～C6对输入电源进行滤波；为满足宽范围的输入电压要求，选用第一DC-DC电路将输入电源转换为V1提供给后级第二DC-DC电路、LDO电路，其中第二DC-DC电路将V1转换为V2,用于后级数字电路模块供电；LDO电路将V1转换成V3，用于后级AD转换模块的供电；电压基准电路U4将V3转换成V4，给后级AD转换模块提供电压基准。

如图7所示，在本申请实施例中，AD转换模块主要功能是将模拟信号进行采集，并将其转换为数字信号，传输给数字采集模块。AD转换模块选用高分辨率、16位同步采样模数转换器(ADC)，其输入通道有4路，可满足对多种模拟信号同时输入的情形，并且选用高分辨的ADC用于提高采集数据的精度。

如图8所示，在本申请实施例中，数字采集模块主要功能是将数字信号进行采集、处理和传输。数字采集模块主要包括高精度低温漂有源温补晶振U3和高性能单片机U1，选取低温漂晶振可减小温度变化对电路采集精度的影响，高性能单片机其主频较高，采用定时器输入捕获功能实现对频率数字信号进行捕获并计算周期和频率，且运算速度较快，可满足实时采集，发送功能。

如图9所示，在本申请实施例中，数字通讯模块主要功能是完成采集电路与其他外部设备之间的通讯。数字通讯模块中包含有U5 SN65HVD230、U6 MAX3485、U7 MAX3232、U8MAX3490四种通讯芯片，这四种包含了现主流的基本类型CAN、RS485、RS422、RS232，可以满足多种通讯需求。

本申请提供的一种传感器多功能信号采集电路可满足多种信号实时采集、采集精度高的要求，解决了传感器多种信号实时采集的问题，同时提高了采集精度，抗干扰能力增强，适用温度范围为：-55℃～85℃；对于多路信号采集提供了简单易实现的设计，可节省大量的成本。

需要说明的是，在本文中，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、方法、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、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，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、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种传感器多功能信号采集电路，其特征在于，包括：电源模块、AD转换模块、数字采集模块和数字通讯模块，其中，所述电源模块分别与所述AD转换模块、所述数字采集模块和所述数字通讯模块连接，所述数字采集模块分别与所述AD转换模块和所述数字通讯模块连接，所述电源模块与输入电源连接，所述数字通讯模块与外接设备连接。

2.根据权利要求1所述的传感器多功能信号采集电路，其特征在于，所述电源模块包括：第一DC-DC电路，其中，所述第一DC-DC电路的输入端与所述输入电源的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的传感器多功能信号采集电路，其特征在于，所述电源模块还包括：第二DC-DC电路，其中，所述第二DC-DC电路的输入端与所述第一DC-DC电路的输出端连接，所述第二DC-DC电路的输出端与所述数字采集模块的输入端连接。

4.根据权利要求2所述的传感器多功能信号采集电路，其特征在于，所述电源模块还包括：LDO电路，其中，所述LDO电路的输入端与所述第一DC-DC电路的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的传感器多功能信号采集电路，其特征在于，所述电源模块还包括：电压基准电路，所述电压基准电路的输入端与所述LDO电路的输出端连接。

6.根据权利要求2所述的传感器多功能信号采集电路，其特征在于，所述电源模块还包括：滤波电路，所述滤波电路的输出端与所述第一DC-DC电路的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的传感器多功能信号采集电路，其特征在于，所述电源模块还包括：防反接电路，所述防反接电路的输入端与所述输入电源的输出端连接，所述防反接电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接。