CN2798421Y - 一种隔离式da转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隔离式DA转换器，包括微处理器和转换电路，其结构特征在于所述转换电路包括光电耦合器、上拉电阻、施密特电路、限流电阻、电容、负反馈运算放大器，其中光电耦合器的一端为发光端，另一端为接收端，光电耦合器的接收端与上拉电阻和施密特电路的输入端相连接，施密特电路的输出端串接分压电阻后接至电容器和负反馈运算放大器的正输入端，负反馈运算放大器的负输入端与其输出端相连接。本实用新型将数字信号转换成自动控制电路所需的隔离模拟信号，设计合理、结构简单、成本低、精度高，而且输出的模拟信号抗干扰能力比较强。

Description

一种隔离式DA转换器

技术领域：

本实用新型涉及一种DA转换器，特别是一种隔离式DA转换器，主要用于自动控制领域的数字信号转换成模拟信号。

背景技术：

在现有技术中，因模拟信号难以通过光耦合器进行精确的隔离传输，在电脑系统与需用隔离模拟电压或电流精确控制的工作装置之间要增加较复杂的变换电路和使用各种专用芯片等，不仅电路复杂、成本较高，而且输出的模拟电压或电流信号容易受到干扰而产生飘移，影响控制精度。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种隔离式DA转换器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：一种隔离式DA转换器，包括微处理器和转换电路，其结构特征在于所述转换电路包括光耦合器、上拉电阻、施密特电路、限流电阻、电容和负反馈运算放大器，其中光电耦合器的一端为发光端，另一端为接收端，光电耦合器的接收端与上拉电阻和施密特电路的输入端相连接，施密特电路的输出端串接限流电阻后接至电容和负反馈运算放大器的正输入端，负反馈运算放大器的负输入端与其输出端相连接。

本实用新型所述转换电路还可设置运算放大器、晶体管和分压电阻，其中负反馈运算放大器的输出端连接到运算放大器的正输入端，运算放大器的输出端与晶体管的基极连接，晶体管的发射极与分压电阻和运算放大器的负输入端相连接。

本实用新型将数字信号转换成自动控制电路所需的隔离模拟信号，设计合理、结构简单、成本低、精度高，而且输出的模拟信号抗干扰能力比较强。

附图说明：

图1是本实用新型转换电路的第一种实施方式的电路图。

图2是本实用新型转换电路的第二种实施方式的电路图。

图3是本实用新型第一种实施方式实施例的原理图。

图4是本实用新型第二种实施方式实施例的原理图。

具体实施方式：

下面结合附图做进一步的说明。如图1所示，本实用新型转换电路的第一种实施方式包括光耦合器1、上拉电阻2、施密特电路3、限流电阻4、电容5、负反馈运算放大器6，其中光电耦合器1的一端为发光端，由数字信号按比例以脉冲宽度调制(PWM)的方式驱动，另一端为接收端，光电耦合器的接收端的脚1-1与上拉电阻2和施密特电路3的输入端相连接，施密特电路3的输出端串接分压电阻4后接至电容器5和负反馈运算放大器6的正输入端，负反馈运算放大器6的负输入端与其输出端相连接，正电源端Vcc分别连接到上拉电阻2、负反馈运算放大器6，负电源端Vss分别连接到光电耦合器1的脚1-2、电容5、负反馈运算放大器6，负反馈运算放大器6的输出端与负电源端Vss之间就得到相应的模拟电压Vo。

如图2所示，本实用新型转换电路的第二种实施方式在第一种实施方式的基础上增加设置了运算放大器7、晶体管8和分压电阻9，负反馈运算放大器6的输出端连接到运算放大器7的正输入端，运算放大器7的输出端与晶体管8的基极连接，晶体管8的发射极与分压电阻9和运算放大器7的负输入端相连接，正电源端Vcc连接到运算放大器7，负电源端Vss连接到运算放大器7和分压电阻9，此时正电源端Vcc与晶体管8的集电极之间得到相应的模拟电流信号Io。

本实用新型包括微处理器(MCU)I、转换电路II，具体应用时，通常和实际工作装置III组合成一个完整的控制系统进行处理。

本实用新型第一种实施方式的实施例：

当实际工作装置III需电压驱动时，此时参见图3，微处理器将输出的数字信号按比例以脉冲宽度调制(PWM)的方式送至光电耦合器1的发光端，光电耦合器1的接收端与上拉电阻2组合后输出相应的脉冲宽度调制信号，经施密特电路3整形和缓冲，加至限流电阻4和电容5组成的时间常数比很大的RC电路，在电容5上就产生一个与微处理器输出的脉宽比例信号相对应的模拟电压，该模拟电压经负反馈运算放大器6的放大，在负反馈运算放大器6的输出端与负电源端Vss之间就得到有一定驱动能力的模拟电压Vo，该模拟电压Vo可用来控制实际工作装置III工作。

本实用新型第二种实施方式的实施例：

当实际工作装置III需电流驱动时，此时参见图4，微处理器将输出的数字信号按比例以脉冲宽度调制(PWM)的方式送至光电耦合器1的发光端，光电耦合器1的接收端与上拉电阻2组合后输出相应的脉冲宽度调制信号，经施密特电路3整形和缓冲，加至限流电阻4和电容5组成的时间常数比很大的RC电路，在电容5上就产生一个与微处理器输出的脉宽比例信号相对应的模拟电压，该模拟电压经负反馈运算放大器6的放大，就得到有一定驱动能力的模拟电压Vo。该模拟电压Vo送至运算放大器7处理后再输出到晶体管8的基极，在正电源端Vcc与晶体管8的集电极之间得到相应的模拟电流信号Io，该模拟电流信号Io可用来控制实际工作装置III工作。并且该模拟电流信号Io能严格跟随运算放大器6的输出电压Vo。若电流有向上飘移的趋势时，分压电阻9上的电压就有上升的趋势，该电压送至运算放大器7的负输入端，使运算放大器7的输出有下降的趋势；若电流有向下飘移的趋势时，分压电阻9上的电压就有下降的趋势，该电压送至运算放大器7的负输入端，使运算放大器7的输出有上升的趋势。故此晶体管8的输出电流就被自动纠偏，从而保证控制系统基本稳定、控制精度比较高。

由于本实用新型采用了光电耦合器和脉冲宽度调制方式来传输控制信号，提高了控制系统的抗干扰能力和控制精度。

本实用新型所述微处理器可以是单个处理器、单片机，也可以是微机系统或普通计算机。

当然，本实用新型还可以有第三种实施方式，即将本实用新型的第一种实施方式和第二种实施方式组合在一起应用，或其它的各种变形，均应认为在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1、一种隔离式DA转换器，包括微处理器和转换电路，其特征在于：所述转换电路包括光电耦合器、上拉电阻、施密特电路、限流电阻、电容和负反馈运算放大器，光电耦合器的一端为发光端，另一端为接收端，光电耦合器的接收端与上拉电阻和施密特电路的输入端相连接，施密特电路的输出端串接限流电阻后接至电容器和负反馈运算放大器的正输入端，负反馈运算放大器的负输入端与其输出端相连接。

2、根据权利要求1所述的一种隔离式DA转换器，其特征在于：所述转换电路还设置有运算放大器、晶体管和分压电阻，负反馈运算放大器的输出端连接到运算放大器的正输入端，运算放大器的输出端与晶体管的基极连接，晶体管的发射极与分压电阻和运算放大器的负输入端相连接。

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