CN219935951U - 一种频率信号干扰处理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种频率信号干扰处理电路，包括输入电路与输出电路，其中：输入电路包括：取样及保护电路、限幅放大电路、滤波电路以及光耦隔离输入电路；输出电路包括差分驱动器。通过对输入信号进行限幅放大、滤波以及对输出的信号进行差分输出等处理，以降低频率信号受到干扰的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号处理电路，具体而言，涉及一种对试验台的频率信号干扰进行处理的电路。
背景技术
在现有的频率采集技术中，一般是利用计数器采集频率信号的上升沿来读取频率值，但在实际频率采集的过程中，由于现场会存在各种各样的干扰，且干扰无法完全隔离，因而使频率信号的波形受到影响，导致如果利用计数器去读取上升沿来获得频率值会出现由于干扰而影响获取结果。因此，业内需要一种能够对干扰的频率信号进行处理的电路，以解决对采集的频率信号干扰的问题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种频率信号干扰处理电路，其通过对取样后的输入电路进行限幅放大、滤波及光耦隔离，并对输出信号进行差分输出，以降低频率信号受到干扰的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种频率信号干扰处理电路，其包括输入电路与输出电路，其中：
所述输入电路包括：
取样及保护电路，包括：取样电阻R7，其一端连接到信号输入的正极，另一端连接到二极管D3的正极，二极管D3的负极连接12V直流电源；以及取样电阻R6，其一端连接到信号输入的负极，另一端连接到二极管D2的负极，二极管D2的正极接保护地；
限幅放大电路，包括：放大器，其正极输入端连接到二极管D3的正极，其负极输入端连接到二极管D2的负极；电阻R8，串接在所述放大器的两个增益设定引脚之间；以及电阻R9，其一端连接至所述放大器的输出端；
滤波电路，包括：滤波电容C11，其一端连接电阻R9的另一端，滤波电容C11的另一端接保护地；瞬态抑制二极管D4，其一端也连接至电阻R9的另一端，瞬态抑制二极管D4的另一端接保护地；以及电阻R10，其一端也连接至电阻R9的另一端；
光耦隔离输入电路，包括：光耦模块，其正极输入端连接至电阻R10的另一端，负极输入端接保护地；所述光耦模块的正极输出端通过电阻R11连接至3.3V直流供电端，负极输出端接地；电容C13，串联在所述光耦模块的正极输出端与地之间；其中，电容C13与电阻R11的连接点作为所述输入电路的输出接至单片机信号输入端；
所述输出电路包括：
差分驱动器，其高使能端通过电阻R12连接到5V直流电源，其低使能端接地；所述差分驱动器的一个输入端连接至单片机的输出端，其对应的一组输出端作为信号的输出；以及电容C15，连接在5V直流电源与地之间。
在本实用新型一实施例中，其中，所述放大器的正极电源输入端还连接至12V直流电源，所述放大器的负极电源输出端与参考输入端接保护地。
在本实用新型一实施例中，其中，保护地与地之间还串联有电容C14。
在本实用新型一实施例中，其中，所述差分驱动器的电源端还连接到5V直流电源，其接地端接地。
在本实用新型一实施例中，其中，所述放大器的增益为10。
本实用新型提供的频率信号干扰处理电路，与现有技术相比，其通过对输入信号进行限幅放大，滤波以及对输出的信号进行差分输出等处理，能够使频率信号受到的干扰降低，调理频率信号的波形，使后续的数据分析更加方便准确。
附图说明
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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例的输入电路示意图；
图2为本实用新型一实施例的输出电路示意图。
附图标记说明：D4-瞬态抑制二极管；GND-地；PGND-保护地；U3-差分驱动器；U4-放大器；U5-光耦模块。
具体实施方式
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付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。
图1为本实用新型一实施例的输入电路示意图，图2为本实用新型一实施例的输出电路示意图，如图1和图2所示，本实施例提供一种频率信号干扰处理电路，其包括输入电路与输出电路，其中：
其中，参考图1，所述输入电路包括：
取样及保护电路，包括：取样电阻R7，其一端连接到信号输入的正极IN+，另一端连接到二极管D3的正极，二极管D3的负极连接12V直流电源；及取样电阻R6，其一端连接到信号输入的负极IN-，另一端连接到二极管D2的负极，二极管D2的正极接保护地PGND；
限幅放大电路，包括：放大器U4，其正极输入端(4脚)连接到二极管D3的正极，其负极输入端(1脚)连接到二极管D2的负极；电阻R8，串接在放大器U4的两个增益设定引脚(2脚和3脚)之间；及电阻R9，其一端连接至放大器U4的输出端(7脚)；
如此一来，放大器U4的正极输入端(4脚)与负极输入端(1脚)分别通过取样电阻R7和取样电阻R6对从传感器输入来的信号进行取样，且通过二极管D3与二极管D2的设置构成对取样电阻的过压保护电路，以防止信号的电压过大或者过小而对后端的放大器U4造成破坏。由于从传感器输入进来的信号通常在2V-12V之间变化，因此为了调理传感器信号，本实施例通过限幅放大电路可以对输入的信号进行放大，并通过连接到12V直流电源为其设置上限，从而可以将输入进来的信号转换成高低电平信号。
滤波电路，包括：滤波电容C11，其一端连接电阻R9的另一端，滤波电容C11的另一端接保护地PGND；瞬态抑制二极管D4，其一端(1脚)也连接至电阻R9的另一端，瞬态抑制二极管D4的另一端(2脚)接保护地PGND；电阻R10，其一端也连接至电阻R9的另一端；通过滤波电路可以对放大器U4输出的信号进行滤波降噪，滤除信号上的高频毛刺；
光耦隔离输入电路，包括：光耦模块U5，其正极输入端连接至电阻R10的另一端，负极输入端接保护地PGND；光耦模块U5的正极输出端通过电阻R11连接至3.3V直流供电端，负极输出端接地GND；电容C13，串联在光耦模块U5的正极输出端与地GND之间；其中，电容C13与电阻R11的连接点作为所述输入电路的输出接至单片机信号输入端SIG IN；光耦隔离输入电路对信号进行光耦隔离，通过光耦隔离的方式滤去信号中的干扰，从而可以输出稳定的信号给单片机以进行信号处理；
在本实施例中，其中，放大器U4的正极电源输入端(8脚)还连接至12V直流电源，放大器U4的负极电源输出端(5脚)与参考输入端(6脚)接保护地PGND。
在本实施例中，其中，放大器U4的增益G为10。
在本实用新型一实施例中，其中，保护地PGND与地GND之间还串联有一电容C14。
其中，本实施例中所述输入电路的输出所连接的单片机可以为现有试验台的单片机，其主要是用于对采样的信号进行数据处理，例如可以采用快速傅里叶变换(FFT)等方式进行处理，但不限于此，由于本实用新型旨在通过输入电路与输出电路的结构改进，以解决频率信号采集中的干扰问题，因而不对单片机的处理过程进行赘述。
其中，参考图2，所述输出电路包括：
差分驱动器U3，其高使能端(4脚)通过电阻R12连接到5V直流电源，其低使能端(12脚)接地GND；差分驱动器U3的一个输入端1A(1脚)连接至单片机的输出端FREQ，其对应的一组输出端1Y与1Z作为信号的输出FREQ+和FREQ-，但不限于此，在其他实施例中，差分驱动器U3的的输入端也可以选择2A、3A或4A的任一个，其输出端可以选择对应的2Y与2Z、3Y与3Z或者4Y与4Z，本实用新型并不限制差分驱动器U3输入输出端口的选择；电容C15，连接在5V直流电源与地GND之间。
在本实施例中，其中，差分驱动器U3的电源端VCC(16脚)还连接到5V直流电源，其接地端(8脚)接地GND。
本实用新型提供的频率信号干扰处理电路，通过对输入信号进行限幅放大，滤波以及对输出的信号进行差分输出等处理，能够使频率信号受到的干扰降低，调理频率信号的波形，使后续的数据分析更加方便准确。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种频率信号干扰处理电路，包括输入电路与输出电路，其特征在于，其中：
所述输入电路包括：
取样及保护电路，包括：取样电阻R7，其一端连接到信号输入的正极，另一端连接到二极管D3的正极，二极管D3的负极连接12V直流电源；以及取样电阻R6，其一端连接到信号输入的负极，另一端连接到二极管D2的负极，二极管D2的正极接保护地；
限幅放大电路，包括：放大器，其正极输入端连接到二极管D3的正极，其负极输入端连接到二极管D2的负极；电阻R8，串接在所述放大器的两个增益设定引脚之间；以及电阻R9，其一端连接至所述放大器的输出端；
滤波电路，包括：滤波电容C11，其一端连接电阻R9的另一端，滤波电容C11的另一端接保护地；瞬态抑制二极管D4，其一端也连接至电阻R9的另一端，瞬态抑制二极管D4的另一端接保护地；以及电阻R10，其一端也连接至电阻R9的另一端；以及
光耦隔离输入电路，包括：光耦模块，其正极输入端连接至电阻R10的另一端，负极输入端接保护地；所述光耦模块的正极输出端通过电阻R11连接至3.3V直流供电端，负极输出端接地；电容C13，串联在所述光耦模块的正极输出端与地之间；其中，电容C13与电阻R11的连接点作为所述输入电路的输出接至单片机信号输入端；以及
所述输出电路包括：
差分驱动器，其高使能端通过电阻R12连接到5V直流电源，其低使能端接地；所述差分驱动器的一个输入端连接至单片机的输出端，其对应的一组输出端作为信号的输出；以及电容C15，连接在5V直流电源与地之间。
2.根据权利要求1所述的频率信号干扰处理电路，其特征在于，所述放大器的正极电源输入端还连接至12V直流电源，所述放大器的负极电源输出端与参考输入端接保护地。
3.根据权利要求1所述的频率信号干扰处理电路，其特征在于，保护地与地之间还串联有电容C14。
4.根据权利要求1所述的频率信号干扰处理电路，其特征在于，所述差分驱动器的电源端还连接到5V直流电源，其接地端接地。
5.根据权利要求1所述的频率信号干扰处理电路，其特征在于，所述放大器的增益为10。
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