本實用新型屬于信號轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有光電隔離效果的信號變換電路。
背景技術(shù)：
在自動化行業(yè)中，無紙記錄儀、有紙記錄儀、數(shù)顯表、溫控器、電導(dǎo)率控制器、溶氧控制器等產(chǎn)品都使用共同的信號，即4～20mA電流信號。一般情況下，工業(yè)現(xiàn)場的干擾較大，導(dǎo)致儀器儀表的輸出值不穩(wěn)定。因此，研發(fā)一種將其它信號轉(zhuǎn)換為4～20mA電流信號并穩(wěn)定輸出的電路極為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種具有抗干擾能力的隔離轉(zhuǎn)換電路。
本實用新型包括隔離光耦、第一PNP三極管Q1、第二PNP三極管Q3、NPN三極管Q2、邏輯與門、基準芯片、運算放大器和穩(wěn)壓二極管。所述的隔離光耦采用HCPL-M453-500E光電耦合器，所述的基準芯片采用TL431ACDBZR基準電壓芯片。所述的隔離光耦的1引腳接第八電阻R8的一端，第八電阻R8的另一端接3.3V電壓。隔離光耦的6引腳接第六電容C6的一端、穩(wěn)壓二極管的陰極及24V電壓；第六電容C6的另一端接外部地。隔離光耦的3引腳接第二PNP三極管Q3的集電極，第二PNP三極管Q3的基極接第九電阻R9的一端；第九電阻R9的另一端接第十電阻R10的一端；第十電阻R10的另一端及第二PNP三極管Q3的發(fā)射極均接地。第九電阻R9接第十電阻R10的那端即信號輸入端。隔離光耦的5引腳接第七電阻R7的一端、邏輯與門的第一輸入引腳及第二輸入引腳；第七電阻R7的另一端接穩(wěn)壓二極管的陽極。隔離光耦的4引腳接第六電阻R6、第七電容C7的一端、基準芯片的陽極及邏輯與門的低電平基準供電引腳；第六電阻R6的另一端接外部地；第七電容C7的另一端接基準芯片的陰極、參考極、邏輯與門的高電平基準供電引腳及穩(wěn)壓二極管的陽極。邏輯與門的輸出引腳接第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端接第四電阻R4及第五電容C5的一端；第五電容C5的另一端接穩(wěn)壓二極管的陽極；第四電阻R4的另一端接第四電容C4、第三電容C3的一端及運算放大器的正向輸入端。第四電容C4的另一端接穩(wěn)壓二極管的陽極；第三電容C3的另一端接運算放大器的反向輸入端及第二電阻R2的一端；第二電阻R2的另一端接第一PNP三極管Q1的集電極、NPN三極管Q2的發(fā)射極及第一電阻R1的一端。第一電阻R1的另一端接穩(wěn)壓二極管的陽極。運算放大器的正供電電壓端接第二電容C2的一端及24V電壓；第二電容C2的另一端及運算放大器的負供電電壓端接外部地。運算放大器的輸出端接第一電容C1及第三電阻R3的一端；第一電容C1的另一端接運算放大器的反向輸入端；第三電阻R3的另一端接NPN三極管Q2的基極；NPN三極管Q2的集電極接第一PNP三極管Q1的基極；第一PNP三極管Q1的發(fā)射極即變送輸出端。
所述的邏輯與門采用SN74AHC1G08DBVR邏輯與門。
所述第一電阻R1的阻值為100歐姆。
本實用新型具有的有益效果是：
1、本實用新型能將占空比為16％～80％的PWM波信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定輸出的4～20mA電流信號。
2、本實用新型采用隔離輸出，抗干擾能力強。
3、本實用新型的輸入信號采用PWM波信號，精度較高。
4、本實用新型采用僅單個光耦進行光電隔離，成本較低。
附圖說明
圖1為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，隔離轉(zhuǎn)換電路，包括隔離光耦U4、第二PNP三極管Q3、第一PNP三極管Q1、NPN三極管Q2、邏輯與門U2、基準芯片U3、運算放大器U1A和穩(wěn)壓二極管Z1。隔離光耦U4采用HCPL-M453-500E光電耦合器，基準芯片U3采用TL431ACDBZR基準電壓芯片，邏輯與門U2采用SN74AHC1G08DBVR邏輯與門。
隔離光耦U4的1引腳接第八電阻R8的一端，第八電阻R8的另一端接3.3V電壓。隔離光耦U4的6引腳接第六電容C6的一端、穩(wěn)壓二極管Z1的陰極及24V電壓；第六電容C6的另一端接外部地AGND。隔離光耦U4的3引腳接第二PNP三極管Q3的集電極，第二PNP三極管Q3的基極接第九電阻R9的一端；第九電阻R9的另一端接第十電阻R10的一端；第十電阻R10的另一端及第二PNP三極管Q3的發(fā)射極均接地DGND。第九電阻R9接第十電阻R10的那端即信號輸入端PWM。隔離光耦U4的5引腳接第七電阻R7的一端、邏輯與門U2的1引腳及2引腳；第七電阻R7的另一端接穩(wěn)壓二極管Z1的陽極。隔離光耦U4的4引腳接第六電阻R6、第七電容C7的一端、基準芯片U3的陽極及邏輯與門U2的3引腳；第六電阻R6的另一端接外部地AGND；第七電容C7的另一端接基準芯片U3的陰極、參考極、邏輯與門U2的5引腳及穩(wěn)壓二極管Z1的陽極。邏輯與門U2的4引腳接第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端接第四電阻R4及第五電容C5的一端；第五電容C5的另一端接穩(wěn)壓二極管Z1的陽極；第四電阻R4的另一端接第四電容C4、第三電容C3的一端及運算放大器U1A的正向輸入端。第四電容C4的另一端接穩(wěn)壓二極管Z1的陽極；第三電容C3的另一端接運算放大器U1A的反向輸入端及第二電阻R2的一端；第二電阻R2的另一端接第一PNP三極管Q1的集電極、NPN三極管Q2的發(fā)射極及第一電阻R1的一端。第一電阻R1的另一端接穩(wěn)壓二極管Z1的陽極。第一電阻R1為阻值100歐姆的精密電阻。運算放大器U1A的正供電電壓端接第二電容C2的一端及24V電壓；第二電容C2的另一端及運算放大器U1A的負供電電壓端接外部地AGND。運算放大器U1A的輸出端接第一電容C1及第三電阻R3的一端；第一電容C1的另一端接運算放大器U1A的反向輸入端；第三電阻R3的另一端接NPN三極管Q2的基極；NPN三極管Q2的集電極接第一PNP三極管Q1的基極；第一PNP三極管Q1的發(fā)射極即變送輸出端IOut；變送輸出端IOut的電流信號就是所需的4～20mA輸出信號。
本實用新型的工作原理如下：
外部產(chǎn)生的占空比為16％～80％的PWM波信號從信號輸入端PWM輸入，通過第二PNP三極管Q3進行放大，從而驅(qū)動隔離光耦U4。隔離光耦U4輸出一個峰值電壓為3.3V，周期及占空比均與外部產(chǎn)生的PWM波信號相同的PWM波信號。隔離光耦U4輸出的PWM波信號通過邏輯與門U2后峰值電壓變?yōu)?.5V。第五電阻R5及第五電容C5組成一個RC濾波電路；第四電阻R4及第四電容C4組成另一個RC濾波電路；邏輯與門U2輸出的PWM波信號通過兩個RC濾波電路后轉(zhuǎn)換為0.4～2V電壓信號。運算放大器U1A、第一PNP三極管Q1和NPN三極管Q2組成V/A變換電路。0.4～2V電壓信號經(jīng)過V/A變換電路后轉(zhuǎn)換成電流信號。電流信號的大小與第一電阻R1的阻值有關(guān)。由于第一電阻R1的阻值為100歐姆；故輸出的電流大小為4～20mA。