專利名稱：數(shù)字信號采集電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號采集電路，更具體地說，涉及一種既能采集無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號，又能采集有源開關(guān)量電平信號的數(shù)字信號采集電路。
背景技術(shù)：
就數(shù)字信號的采集技術(shù)而言，現(xiàn)有技術(shù)中常用的數(shù)字信號采集電路僅能用于采集無源干接點(diǎn)信號，即從設(shè)備上對需要采集的無源干接點(diǎn)供電，使得輸入隔離光電耦合器的信號狀態(tài)與干接點(diǎn)的工作狀態(tài)相關(guān)。其典型電路如圖1所示，其中，當(dāng)與接插件J7連接的干接點(diǎn)(未在圖中畫出)閉合時，+24V電壓經(jīng)接插件J7的第1腳連接到需采集的干接點(diǎn)，再經(jīng)接插件J7的第2腳和電阻R14，加到光電耦合器U74中的發(fā)光二極管上，使該發(fā)光二極管導(dǎo)電發(fā)光，從而使得光電耦合器U74處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)與接插件J7連接的干接點(diǎn)斷開時，+24V電壓無法加到光電耦合器中的發(fā)光二極管上，此時光電耦合器處于斷開狀態(tài)。也就是說，光電耦合器的導(dǎo)通對應(yīng)于干接點(diǎn)的閉合，光電耦合器的斷開則對應(yīng)于干接點(diǎn)的斷開，通過對這兩種狀態(tài)的判別，即可實(shí)現(xiàn)對無源干接點(diǎn)信號(閉合/斷開)的采集。圖中的穩(wěn)壓二極管DA74對光電耦合器中的發(fā)光二極管起到穩(wěn)壓保護(hù)作用。這種電路存在的一個主要缺陷是無法對有源開關(guān)量電平信號進(jìn)行采集，僅能用于采集無源干接點(diǎn)信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有的數(shù)字信號采集電路無法對有源開關(guān)量電平信號進(jìn)行采集，僅能用于采集無源干接點(diǎn)信號的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種數(shù)字信號采集電路，包括與被采集開關(guān)連接的第一、第二輸入端，還包括一個電源，所述電源的第一極的電壓高于第二極的電壓，其中，在所述電源的第一極與所述第一輸入端之間還接有一個第一切換開關(guān)。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述第一輸入端經(jīng)第一限流電阻輸出采集結(jié)果信號；所述第二輸入端與所述電源的第二極連接。
在本發(fā)明的第二種優(yōu)選方案中，所述第二輸入端與所述電源的第二極連接；所述第一輸入端還經(jīng)第一限流電阻與一個光電耦合器的輸入極中的發(fā)光二極管的正極連接，所述第二輸入端還與所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接；所述光電耦合器的輸出級根據(jù)所述發(fā)光二極管的發(fā)光與否輸出相應(yīng)的信號作為采集結(jié)果信號。
在所述第二種優(yōu)選方案中，還可以在所述第二輸入端與所述電源的第二極之間接一個第二切換開關(guān)；在所述第二輸入端與所述發(fā)光二極管的負(fù)極之間串接一個第二限流電阻；以及在所述發(fā)光二極管的正極與第二輸入端之間反向連接一個穩(wěn)壓二極管。其中，所述第一、第二切換開關(guān)最好為可同時閉合或斷開的聯(lián)動開關(guān)。
本發(fā)明中，如果所述電源的第一極為正電源，例如+24V，則第二極為地；如果所述電源的第一極為地，則第二極為負(fù)電源，例如-24V。此外，還可在所述電源的第一極與第一切換開關(guān)之間串接一個第三限流電阻。
本發(fā)明中，還可增設(shè)一個接插件，所述被采集的信號可從所述接插件引入，并輸出到所述第一、第二輸入端。
本發(fā)明中，所述開關(guān)可以是撥碼開關(guān)、多路模擬開關(guān)或繼電器。
由上述方案可知，本發(fā)明通過在傳統(tǒng)電路中增設(shè)切換開關(guān)，并通過切換開關(guān)的不同設(shè)置狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)對無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號和有源開關(guān)量信號的采集，其中還使用限流電阻和穩(wěn)壓二極管等對有源開關(guān)量電平信號進(jìn)行帶保護(hù)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一個典型的數(shù)字信號采集電路的示意圖；圖2是本發(fā)明一個優(yōu)選實(shí)施例中的數(shù)字信號采集電路的示意圖；
圖3是本發(fā)明另一個優(yōu)選實(shí)施例中的數(shù)字信號采集電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
由前面的描述可知，本發(fā)明的目的是要設(shè)計(jì)一種既能采集無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號，又能采集有源開關(guān)量電平信號的電路。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例如圖3所示，其中，在SW7內(nèi)有兩個切換開關(guān)，第一切換開關(guān)的第一端與+24V電壓連接，第二切換開關(guān)的第一端與地連接，兩個開關(guān)的第二端分別與整個采集電路的第一、第二輸入端連接。
當(dāng)SW7中的兩個切換開關(guān)處于全ON(即閉合)時，可用于采集無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號，即通過接插件J10與無源干接點(diǎn)連接；此時，如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號閉合，+24V電壓經(jīng)電阻R47、第一切換開關(guān)、接插件J10、第二切換開關(guān)后接地，也就是說，此時光電耦合器U15中的發(fā)光二極管上無電壓，光電耦合器處于斷開狀態(tài)，光電耦合器的輸出級沒有輸出信號；如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號斷開，則+24V電壓經(jīng)電阻R47、R24加在光電耦合器中的發(fā)光二極管上，使光電耦合器處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時光電耦合器的輸出級有輸出信號，由此可以實(shí)現(xiàn)對干接點(diǎn)信號的隔離采集。
當(dāng)切換開關(guān)SW7處于全OFF(斷開)時，可用于采集有源開關(guān)量電平信號，即通過接插件J10與有源開關(guān)連接。此時，當(dāng)由接插件J10輸入的電平信號低于某一下限閥值時，光電耦合器U15中的發(fā)光二極管兩端的電壓過低，光電耦合器處于斷開狀態(tài)；當(dāng)由J10輸入的電平信號高于某一上限閥值時，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光電耦合器處于導(dǎo)通狀態(tài)。由此可以實(shí)現(xiàn)對有源開關(guān)量電平信號的隔離采集。
針對不同有源開關(guān)量電平信號，可以選擇相應(yīng)的限流電阻R23、R24、穩(wěn)壓二極管D9、以及光電耦合器U15。對于如圖3所示的電路，其輸入電平信號可為0～1V、5V～26V兩種狀態(tài)，其中所選用的光電耦合器U15中的發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降為1.2V，穩(wěn)壓二極管D9的穩(wěn)壓值則為2.4V，限流電阻R23為560歐姆，R24為1K歐姆。當(dāng)輸入電平信號為0～1V時，光電耦合器中的發(fā)光二極管無法導(dǎo)通發(fā)光，光電耦合器處于斷開狀態(tài)；當(dāng)輸入電平信號為5V～26V時，光電耦合器中的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，光電耦合器處于導(dǎo)通狀態(tài)，阻值為560歐姆的限流電阻R23和穩(wěn)壓值為2.4V的穩(wěn)壓二極管能夠保證光電耦合器中發(fā)光二極管的輸入電流不會過大，以滿足5V～26V的寬范圍要求。
由上面的描述可知，本實(shí)施例甲，通過兩個切換開關(guān)的不同設(shè)置狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對無源干接點(diǎn)開關(guān)量信號和有源開關(guān)量信號的隔離采集，并使用限流電阻和穩(wěn)壓二極管等對有源開關(guān)量電平信號進(jìn)行帶保護(hù)。具體實(shí)施時，其中的開關(guān)SW7可以采用撥碼開關(guān)、多路模擬開關(guān)、繼電器等。當(dāng)采用多路模擬開關(guān)時，可通過軟件對其進(jìn)行控制，以根據(jù)輸入信號的類型對開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)使用撥碼開關(guān)時，則需根據(jù)輸入信號類型進(jìn)行手動設(shè)置。圖3中的電容C27、C28和雙向穩(wěn)壓二極管D33、D34用于起到防雷作用。
具體實(shí)施時，如果被測開關(guān)中使用的是負(fù)電源，則還可相應(yīng)地采用負(fù)電源來工作，例如將原來的+24V正電源改為地GND，而原來的地GND則改為負(fù)電源-24V。另外，還可以省去其中的第二切換開關(guān)而僅保留第一切換開關(guān)，也就是讓圖3中的第二輸入端直接接地，此時應(yīng)刪除其中的電容C27和雙向穩(wěn)壓二極管D33。
本發(fā)明的一個更簡化的實(shí)施例如圖2所示，其中沒有光電耦合器，所以是直接采集而不是隔離采集。其中設(shè)有一個接插件J10，被采集的信號可從該接插件J10引入；該采集電路的第一輸入端經(jīng)切換開關(guān)K3、限流電阻R47與+24V電源連接，并經(jīng)另一限流電阻R24輸出采集結(jié)果信號；采集電路的第二輸入端則直接接地。其中的電容C28和雙向穩(wěn)壓極管D34用于起到防雷作用。
本實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)K3閉合時，接插件J10的上部管腳接+24V，下部管腳接地，可用于檢測無源開關(guān)信號此時，如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號閉合，則輸出信號為一個低電平；如果與接插件J10連接的干接點(diǎn)信號斷開，則輸出信號為一個高電平。當(dāng)開關(guān)K3斷開時，+24V電源被斷開，第二腳依然接地，此時可用于檢測有源開關(guān)信號，其前提是外部有源開關(guān)信號與內(nèi)部共地。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字信號采集電路，包括與被采集開關(guān)連接的第一、第二輸入端，其特征在于，還包括一個電源，所述電源的第一極的電壓高于第二極的電壓，在所述電源的第一極與所述第一輸入端之間還接有一個第一切換開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，所述第一輸入端經(jīng)第一限流電阻(R24)輸出采集結(jié)果信號；所述第二輸入端與所述電源的第二極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，所述第二輸入端與所述電源的第二極連接；所述第一輸入端還經(jīng)第一限流電阻(R24)與一個光電耦合器的輸入極中的發(fā)光二極管的正極連接，所述第二輸入端還與所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接；所述光電耦合器的輸出級根據(jù)所述發(fā)光二極管的發(fā)光與否輸出相應(yīng)的信號作為采集結(jié)果信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，所述第二輸入端經(jīng)一個第二切換開關(guān)與所述電源的第二極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，在所述第二輸入端與所述發(fā)光二極管的負(fù)極之間還串接有第二限流電阻(R23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，在所述發(fā)光二極管的正極與第二輸入端之間還反向連接有一個穩(wěn)壓二極管(D9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，所述第一、第二切換開關(guān)為同時閉合或斷開的聯(lián)動開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，其中所述電源的第一極為正電源，第二極為地；或者，所述電源的第一極為地，第二極為負(fù)電源；在所述電源的第一極與第一切換開關(guān)之間還串接有第三限流電阻(R47)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，還包括一個接插件，所述被采集的信號可從所述接插件引入，并輸出到所述第一、第二輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號采集電路，其特征在于，所述開關(guān)是撥碼開關(guān)、多路模擬開關(guān)或繼電器。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字信號采集電路，為解決現(xiàn)有同類采集電路僅能采集無源干接點(diǎn)信號的問題，本發(fā)明的數(shù)字信號采集電路中包括與被采集開關(guān)連接的第一、第二輸入端，還包括一個電源，該電源的第一極電壓高于第二極電壓，在所述第一輸入端與電源第一級之間接有第一切換開關(guān)。其中，所述第一輸入端可經(jīng)第一限流電阻(R24)直接輸出采集結(jié)果信號，也可經(jīng)光電耦合器隔離輸出采集結(jié)果信號；所述第二輸入端可直接與電源第二極連接，也可經(jīng)第二切換開關(guān)與電源第二極連接。其中，如果電源的第一極為正電源，則第二極為地；如果第一極為地，則第二極為負(fù)電源。通過所述第一、第二切換開關(guān)的不同設(shè)置狀態(tài)，可分別實(shí)現(xiàn)對無源開關(guān)和有源開關(guān)信號的采集。
文檔編號G06F3/00GK1719386SQ20051003434
公開日2006年1月11日 申請日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者蔡瀲滟, 蔡寧果, 姜貞勇 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司