通用型開關量輸入信號的采集電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種通用型開關量輸入信號的采集電路，屬于信號采集技術領域。本實用新型專利技術通過兩只類型不用的三極管分別檢測輸入開關量電平信號的性質(高電平或低電平)，并且將兩只三極管串聯在光電耦合器的控制回路中，當檢測到任何一種類型的開關量信號輸入時，總有一只三極管處于截止狀態，使光電耦合器的控制回路斷開，只有當沒有開關量信號輸入時，兩只三極管才能同時導通，使光電耦合器的控制回路接通。如此完成對開關量信號的通用化采集，能夠完成對開關量信號有(高電平或低電平)和無(懸空狀態)的區分。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及信號采集
，具體涉及一種通用型開關量輸入信號的采集電路。
技術介紹
開關量型信號在工業控制領域有著較為廣泛的應用，各種機械設備的到位信號均要轉換成開關量電信號，供計算機進行采集。開關量信號在轉換過程中，一般具有兩種電壓狀態:與狀態電源正極電壓相同的高電平信號和與狀態電源負極電壓相同的低電平信號。開關量信號在采集過程中，為了保證信號采集的可靠性和電氣上的安全性，大多需要與處理器電路進行電氣上的隔離，因此開關量信號的采集大多需要使用光電耦合器完成電氣上的隔離。鑒于需要進行采集的開關量具有高電平和低電平兩種信號，目前常用的開關量采集方法具有兩種:一種專門用于采集高電平信號，其原理示意圖如圖1所示；一種專門用于采集低電平信號，其原理示意圖如圖2所示。采集高電平的電路中，當有高電平開關量輸入時，光電耦合器的發光二極管端導通，進而使輸出端的晶體管接通，輸出邏輯狀態“低”；當有低電平狀態或沒有電平信號輸入時，光電耦合器的發光二極管端截止，進而使輸出端的晶體管斷開，輸出邏輯狀態“高”。輸出的邏輯電平可以供計算機系統進行采集判斷。采集低電平的電路中，當有低電平開關量輸入時，光電耦合器的發光二極管端導通，進而使輸出端的晶體管接通，輸出邏輯狀態“低”；當有高電平狀態或沒有電平信號輸入時，光電耦合器的發光二極管端截止，進而使輸出端的晶體管斷開，輸出邏輯狀態“高”。輸出的邏輯電平可以供計算機系統進行采集判斷。采用圖1中的方法對高電平信號開關量進行采集時，由于電路在原理上只能確認高電平信號是否輸入，對于低電平信號和懸空信號(沒有電平輸入)不能進行區分，無法對低電平信號進行采集；采用圖2中的方法對開關量進行采集時，由于電路在原理上只能確認低電平信號是否輸入，對于高電平信號和懸空信號(沒有電平輸入)不能進行區分，無法對高電平信號進行采集。綜上所述，目前在對開關量采集電路進行設計時，需要明確開關量輸入信號的電平類型，以便確認需要采用的電路類型。當開關量輸入信號需要調整時，相應的電路也需要更改。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題本技術要解決的技術問題是:如何設計一種通用型開關量輸入信號的采集電路，既能夠完成既對高電平信號采集又對低電平信號采集，還能夠完成對開關量信號有(高電平或低電平)和無(懸空狀態)的區分。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本技術提供了一種通用型開關量輸入信號的采集電路，包括光電耦合器81、三極管￥1、￥2，以及電阻町、1?2、1?3、1?4 ;其中，光電耦合器BI用于完成開關量輸入信號Vin的電氣隔離；電阻R4作為光電耦合器BI的上拉電阻，用于實現電氣隔離后輸出端Vout的邏輯電平輸出；電阻R3為光電耦合器BI輸入端的限流電阻；三極管V1、V2用于完成光電耦合器BI輸入端回路的供電控制，三極管Vl與三極管V2類型不同；電阻Rl為三極管Vl基極回路的限流電阻，電阻R2為三極管V2基極回路的限流電阻；光電耦合器BI輸入端的電源正極電平IVcc與三極管Vl的發射極連接，與開關量輸入信號Vin的高電平相同；光電耦合器BI輸入端的電源負極電平IGND與三極管V2的發射極連接，與開關量輸入信號Vin的低電平相同；開關量輸入信號Vin具有高電平、低電平和懸空三種狀態。優選地，開關量輸入信號Vin與電阻Rl、R2的一端分別連接，電阻Rl的另一端連接三極管Vl的基極，電阻R2的另一端連接三極管V2的基極，三極管Vl的集電極連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接光電耦合器BI中發光二極管的正極，三極管V2的集電極連接光電耦合器BI中發光二極管的負極，電阻R4的一端連接電源Vcc，另一端連接所述輸出端Vout。優選地，三極管Vl為PNP型，三極管V2為NPN型。(三)有益效果本技術通過兩只類型不用的三極管分別檢測輸入開關量電平信號的性質(高電平或低電平)，并且將兩只三極管串聯在光電耦合器的控制回路中，當檢測到任何一種類型的開關量信號輸入時，總有一只三極管處于截止狀態，使光電耦合器的控制回路斷開，只有當沒有開關量信號輸入時，兩只三極管才能同時導通，使光電耦合器的控制回路接通。如此完成對開關量信號的通用化采集，能夠完成對開關量信號有(高電平或低電平)和無(懸空狀態)的區分。【附圖說明】圖1為現有技術中的高電平開關量輸入信號采集原理圖；圖2為現有技術中的低電平開關量輸入信號采集原理圖；圖3為本技術的通用型開關量輸入信號采集原理圖。【具體實施方式】為使本技術的目的、內容、和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本技術的【具體實施方式】作進一步詳細描述。如圖3所示，本技術提供了一種通用型開關量輸入信號的采集電路，包括光電耦合器則、三極管￥1、￥2，以及電阻1?1、1?2、1?3、1?4 ;其中，光電親合器BI用于完成開關量輸入信號Vin的電氣隔離；電阻R4作為光電親合器BI的上拉電阻，用于實現電氣隔離后輸出端Vout的邏輯電平輸出；電阻R3為光電耦合器BI輸入端的限流電阻；三極管V1、V2用于完成光電耦合器BI輸入端回路的供電控制，三極管Vl與三極管V2類型不同，本實施例中，三極管Vl為PNP型，三極管V2為NPN型；電阻Rl為三極管Vl基極回路的限流電阻，電阻R2為三極管V2基極回路的限流電阻；光電耦合器BI輸入端的電源正極電平IVcc與三極管Vl的發射極連接，與開關量輸入信號Vin的高電平相同；光電耦合器BI輸入端的電源負極電平IGND與三極管V2的發射極連接，與開關量輸入信號Vin的低電平相同；開關量輸入信號Vin具有高電平、低電平和懸空三種狀態。開關量輸入信號Vin與電阻Rl、R2的一端分別連接，電阻Rl的另一端連接三極管Vl的基極，電阻R2的另一端連接三極管V2的基極，三極管Vl的集電極連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接光電耦合器BI中發光二極管的正極，三極管V2的集電極連接光電耦合器BI中發光二極管的負極，電阻R4的一端連接電源Vcc，另一端連接所述輸出端Vout0本技術電路的工作原理為:當開關量輸入信號Vin處于懸空狀態時，電源正極IVcc和電源負極IGND之間通過限流電阻Rl、R2和三極管V1、V2的發射結形成回路，使兩只三極管發射結均處于正向偏置狀態，三極管V1、V2的基極回路產生控制電流，通過正確選擇限流電阻Rl、R2的參數值，即可使兩只三當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種通用型開關量輸入信號的采集電路，其特征在于，包括光電耦合器B1、三極管V1、V2，以及電阻R1、R2、R3、R4；其中，光電耦合器B1用于完成開關量輸入信號Vin的電氣隔離；電阻R4作為光電耦合器B1的上拉電阻，用于實現電氣隔離后輸出端Vout的邏輯電平輸出；電阻R3為光電耦合器B1輸入端的限流電阻；三極管V1、V2用于完成光電耦合器B1輸入端回路的供電控制，三極管V1與三極管V2類型不同；電阻R1為三極管V1基極回路的限流電阻，電阻R2為三極管V2基極回路的限流電阻；光電耦合器B1輸入端的電源正極電平IVcc與三極管V1的發射極連接，與開關量輸入信號Vin的高電平相同；光電耦合器B1輸入端的電源負極電平IGND與三極管V2的發射極連接，與開關量輸入信號Vin的低電平相同；開關量輸入信號Vin具有高電平、低電平和懸空三種狀態。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李書維，張流，
申請(專利權)人：中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所，
類型：新型
國別省市：天津;12