通用交直流电信号阈值设置与甄别系统技术方案

本发明专利技术涉及一种通用交直流电信号阈值设置与甄别系统，信号处理模块、单片机、双四选一的多路模拟选择开关和电压比较器，所述信号处理模块包括第一通道和第二通道，每个通道有电压输入和电流输入两个分支；单片机分别与信号处理模块和多路模拟选择开关连接，单片机通过两位控制编码选通多路模拟选择开关实现不同信号的选择输出；电压比较器分别与多路模拟选择开关和单片机连接，通过比较电压值，实现最终的电平触发启动控制。本发明专利技术能够通过单片机方便地设置甄别电信号强度阈值，以及快速实现对交/直流电压和交/直流电流信号进行甄别，具有电信号取样类型全，幅值范围广，交直流信号转换精度高，电平触发稳定，抗干扰能力强等优点。

【技术实现步骤摘要】
通用交直流电信号阈值设置与甄别系统
本专利技术涉及模拟信号二值化中电信号的处理，具体地指一种通用交直流电信号阈值设置与甄别系统。
技术介绍
电信号常用作测量和控制仪器的触发信号，对触发控制信号而言，二值化的开关量信号比模拟量信号要精准得多，它避免了由模拟量信号带来的过渡区，也能有效的屏蔽干扰信号。因此，方便准确地设置与甄别电信号强度阈值对精准测量与控制来说是很有必要的。 目前，通过模拟信号电平检测器设置与甄别电信号强度阈值需要满足以下要求: (I)模拟信号的比较阈值要可以由用户自由设置； (2)能准确高速地将模拟信号二值化输出； (3)对于信号源回路，要求电平检测器对号源回路影响最小。 例如，在毫秒计的计时启停控制中，若控制信号为电位信号，通常触发电平的阈值较小(以提高灵敏度)且固定不变，但这样在电磁干扰较强的场合，常常会引起误触发。另夕卜，电平比较触发器是常见的一种电子电路，电信号的形式往往只有直流电压一种，这对实际使用多有不便，目前还没有能可变比较阈值、且对交直流信号通用的智能电平比较触发器。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种通用交直流电信号阈值设置与甄别系统，该系统能够实现输入交直流电压以及交直流电流在标称范围内，模拟电信号的二值性转换和输出，且模拟电信号的比较阈值可通过单片机由用户准确的设置。 实现本专利技术目的采用的技术方案是:一种通用交直流电信号阈值设置与甄别系统，包括: 信号处理模块，包括电压输入电路和电流输入电路，所述电压输入电路包括交流电压输入电路和直流电压输入电路，所述电流输入电路包括交流电流输入电路和直流电流输入电路； 单片机，与所述信号处理模块的输出连接； 双四选一的多路模拟选择开关，所述单片机通过两位控制编码00、01、10、11选通双四选一的多路模拟选择开关实现不同信号的选择输出；以及 电压比较器，其正向端与所述双四选一的多路模拟选择开关的输出连接，负向端与所述单片机连接。 在上述技术方案中，所述交流电压输入电路中设有线性整流电路。 在上述技术方案中，所述电流输入电路中包括:霍尔传感器，用于将输入的电流转换为电压信号。 进一步地，所述电流输入电路中的交流电流输入电路中还包括: 运放减法电路，其连接于所述霍尔传感器后，用于去除霍尔传感器转换后的电压中的偏置电压。 本专利技术对于输入交直流电压(O?250V或用户指定)以及交直流电流(O?50A或用户指定)在标称范围内，模拟电信号的二值性转换和输出，同时，模拟电信号的比较阈值通过单片机由用户准确的设置，然后转换后的信号与用户设置值进行精准的甄别。 本专利技术能够通过单片机方便地设置甄别电信号强度阈值，以及快速实现对交/直流电压和交/直流电流信号进行甄别，具有电信号取样类型全，幅值范围广，交直流信号转换精度高，电平触发稳定，抗干扰能力强等优点。 【附图说明】 图1为本专利技术通用交直流电信号阈值设置与甄别系统的结构框图。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。 如图1所示，本专利技术通用交直流电信号阈值设置与甄别系统，包括: 信号处理模块、MCU、双四选一的多路模拟选择开关和比较器，本实施例中，MCU采用TI公司的430单片机核心系统，内部集成多路12位高精度AD转换和DA转换模块，具有低功耗低成本高效率的效果，用户通过MCU精确地设置模拟电信号的比较阈值；双四选一的多路模拟选择开关采用CD4052 ;比较器采用高速单电源比较器LM311。 在毫秒计的计时控制(启动/停止)中，有时需两个信号每个通道有电压输入和电流输入两个分支，因此，本实施例中信号处理模块以两个完全一样的第一通道和第二通道来进行说明，即每个通道都有四种电信号的选择，具体如下: 其中，第一通道包括第一电压输入电路和第一电流输入电路，第一电压输入电路包括第一交流电压输入电路和第一直流电压输入电路，第一电流输入电路包括第一交流电流输入电路和第一直流电流输入电路； 第二通道包括第二电压输入电路和第二电流输入电路，第二电压输入电路包括第二交流电压输入电路和第二直流电压输入电路，第二电流输入电路包括第二交流电流输入电路和第二直流电流输入电路。 对上述第一电压输入电路包括第一交流电压输入电路和第一直流电压输入电路，以及第二电压输入电路包括第二交流电压输入电路和第二直流电压输入电路，本实施例以O?250V电压信号的输入进行说明，对于交流电压信号(O?250V)的输入，通过线性整流电路转换为线性变化的直流电压信号，然后进过分压电阻进行输出信号匹配调节；对于直流电压信号(O?250V)输入，信号直接通过分压电阻后输出。 对上述第一电流输入电路包括第一交流电流输入电路和第一直流电流输入电路，以及第二交流电流输入电路和第二直流电流输入电路，本实施例以O?50A的电流信号的输入进行说明，由于电流信号必须转换为电压信号进行检测，考虑到输入电流的取值范围，传统的电阻取样不可行。此处采用的是ACS758型号的霍尔传感器，电流信号通过霍尔传感器，输出的转换电压与输入的交流或直流电流成比例，具有极稳定的输出偏置电压。对于交流电流信号(O?50A)的输入，转换后的电压然后通经过高精度的运放减法器电路达到去除固定偏置电压的效果，再由电阻分压，线性整流装换为直流信号输出；对于直流电流信号(O?50A)的输入，通过霍尔传感器的转换电压直接通过电阻分压输出。 MCU与信号处理模块的输出连接，双四选一的多路模拟选择开关⑶4052与MCU连接，通过信号处理模块处理后的转换信号可以来自于四种类型的输入信号，MCU通过两位控制编码00、01、10、11选通双四选一的多路模拟选择开关⑶4052实现不同信号的选择输出。其中一组四选一开关用于LED信号灯指示。 高速单电源比较器LM311的正向端与双四选一的多路模拟选择开关⑶4052的正向端与的输出连接，用于获取输入交/直流电压或者交/直流电流信号的转换信号；负向端与MCU连接，用于获取用户设置的电信号阈值，高速单电源比较器LM311对转换信号和电信号阈值进行电压比较，实现最终的电平触发启动控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用交直流电信号阈值设置与甄别系统，其特征在于，包括：信号处理模块，包括电压输入电路和电流输入电路，所述电压输入电路包括交流电压输入电路和直流电压输入电路，所述电流输入电路包括交流电流输入电路和直流电流输入电路；单片机，与所述信号处理模块的输出连接；双四选一的多路模拟选择开关，所述单片机通过两位控制编码00、01、10、11选通双四选一的多路模拟选择开关实现不同信号的选择输出；以及电压比较器，其正向端与所述双四选一的多路模拟选择开关的输出连接，负向端与所述单片机连接。

【技术特征摘要】
1.一种通用交直流电信号阈值设置与甄别系统，其特征在于，包括: 信号处理模块，包括电压输入电路和电流输入电路，所述电压输入电路包括交流电压输入电路和直流电压输入电路，所述电流输入电路包括交流电流输入电路和直流电流输入电路； 单片机，与所述信号处理模块的输出连接； 双四选一的多路模拟选择开关，所述单片机通过两位控制编码00、01、10、11选通双四选一的多路模拟选择开关实现不同信号的选择输出；以及 电压比较器，其正向端与所述双四选一的多路模拟选择开关的输出连接，负...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈维聪，朱亮，肖伟翔，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42