一种低频模拟信号隔离变送电路制造技术

一种低频模拟信号隔离变送电路，属于信号隔离技术领域。包括模拟信号输入处理电路、微控制器处理电路、PWM隔离变送电路、隔离信号还原输出电路以及电源电路，所述的模拟信号输入处理电路、微控制器处理电路、PWM隔离变送电路以及隔离信号还原输出电路依次串联连接，所述的电源电路分别为上述各电路提供电源。优点：替代了模拟信号直接线性隔离传输的传统方案，提高了隔离传输精度；利用微控制器将模拟信号转换成数字PWM波，经磁耦技术原理制成的数字隔离芯片隔离后，再由低通滤波电路按比例恢复出原始的模拟信号，从而能降低模拟信号隔离传输的难度，提高了传输精度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于信号隔离
，具体涉及一种低频模拟信号隔离变送电路。
技术介绍
在工业控制技术应用中，为了有效提高工控系统的抗干扰性、稳定性及可靠性，通常需要采用电气隔离技术，用于阻隔外部复杂电磁干扰信号的侵入，并能准确地获取外部感知信号或输出控制信号。目前，数字信号隔离变送技术已经成熟，实现方法多样，可以满足工业控制需求。而模拟信号隔离传输近几年虽然获得了极大的发展，但相较于数字信号隔离变送技术，在传输精度及成本控制上还有一定的不足。传统的模拟信号线性隔离传输技术，完全依赖线性隔离器件的传输精度，通常存在一定的误差，限制了其应用范围。模拟信号隔离变送时，可考虑先将模拟信号转换成数字信号，待隔离传输后，再将数字信号恢复成原始的模拟信号。此种方案，与传统的直接进行模拟信号隔离传输的技术相比，可充分利用数字信号传输精度高、数字信号隔离技术成熟的特点，实现较高精度的低频模拟信号隔离传输。为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低频模拟信号隔离变送电路，能够保证模拟信号的传输精度及准确度，并且成本低廉。本技术的目的是这样来达到的，一种低频模拟信号隔离变送电路，其特征在于:包括模拟信号输入处理电路、微控制器处理电路、PWM隔离变送电路、隔离信号还原输出电路以及电源电路，所述的模拟信号输入处理电路、微控制器处理电路、PWM隔离变送电路以及隔离信号还原输出电路依次串联连接，所述的电源电路分别为上述各电路提供电源。在本技术的一个具体的实施例中，所述的模拟信号输入处理电路包括电阻R1?电阻R3、电容C1、电容C2、运算放大器U1A以及接插件P1，所述的运算放大器U1A采用AD823，电阻R1的一端与接插件P1的1脚连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端以及运算放大器U1A的3脚连接，运算放大器U1A的1、2脚共同与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，并共同连接至所述的微控制器处理电路，运算放大器U1A的8脚与电容C2的一端共同连接直流电源VDD1，接插件P1的2脚、电阻R2的另一端、运算放大器U1A的4脚、电容C1的另一端以及电容C2的另一端共同接地GND 1。在本技术的另一个具体的实施例中，所述的微控制器处理电路包括接插件P2、P3、电容C3、电阻R4?电阻R6、运算放大器U1B、微控制器U2以及第一电压基准参考源芯片U3，所述的运算放大器U1B采用AD823，所述的微控制器U2采用ATtiny24，所述的第一电压基准参考源芯片U3采用LM285-2.5，所述的接插件P2的1脚与接插件P3的5脚连接，接插件P2的2脚连接微控制器U2的4脚，接插件P2的3脚与电阻R6的一端以及电容C3的一端连接，微控制器U2的8脚以及接插件P3的1脚共同连接所述的PWM隔离变送电路，微控制器U2的12脚连接所述的模拟信号输入处理电路，微控制器U2的13脚与电阻R5的一端以及运算放大器U1B的6脚连接，电阻R5的另一端与运算放大器U1B的7脚连接，运算放大器U1B的5脚与电阻R4的一端以及第一电压基准参考源芯片U3的2脚连接，接插件P3的3脚连接微控制器U2的9脚，接插件P3的4脚连接微控制器U2的7脚，电阻R4的另一端、电阻R6的另一端、接插件P3的2脚以及微控制器U2的1脚共同接直流电源VDD1，电容C3的另一端、第一电压基准参考源芯片U3的1脚、接插件P3的6脚以及微控制器U2的14脚共同接地GND 1。在本技术的又一个具体的实施例中，所述的PWM隔离变送电路包括电容C4、电阻R7、模拟开关U4、第二电压基准参考源芯片U5以及磁耦合隔离芯片U6，所述的模拟开关U4采用ISL54053，所述的第二电压基准参考源芯片U5采用LM285-2.5，所述的磁耦合隔离芯片U6采用ADuM1201，磁耦合隔离芯片U6的1脚与电容C4的一端共同接直流电源VDD1，磁耦合隔离芯片U6的3脚接所述的微控制器处理电路，磁耦合隔离芯片U6的6脚与模拟开关U4的2脚连接，模拟开关U4的3脚与电阻R7的一端以及第二电压基准参考源芯片U5的2脚连接，模拟开关U4的5脚连接所述的隔离信号还原输出电路，磁耦合隔离芯片U6的8脚、模拟开关U4的4脚以及电阻R7的另一端共同接直流电源VDD2，磁耦合隔离芯片U6的4脚与电容C4的另一端共同接地GND1，磁耦合隔离芯片U6的5脚、模拟开关U4的1、6脚、第二电压基准参考源芯片U5的1脚以及磁耦合隔离芯片U6的5脚共同接地GND2。在本技术的再一个具体的实施例中，所述的隔离信号还原输出电路包括电阻R8?电阻R11、电容C5?电容C9、运算放大器U7B以及接插件P4，所述的运算放大器U7B采用AD823，电阻R9的一端连接所述的PWM隔离变送电路，电阻R9的另一端与电容C7的一端以及运算放大器U7B的5脚连接，运算放大器U7B的6脚与电阻R8的一端以及电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与运算放大器U7B的7脚以及电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电容C6的一端以及接插件P4的2脚连接，运算放大器U7B的8脚与电容C5的一端共同接直流电源VDD2，接插件P4的1脚、电容C8的一端以及电容C9的一端共同接直流电源VCC2，电阻R8的另一端、电容C5的另一端、电容C7的另一端、运算放大器U7B的4脚、电容C6的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端以及接插件P4的3脚共同接地GND2。在本技术的还有一个具体的实施例中，所述的电源电路包括电容C10?电容C16、隔离电源模块U8、集成稳压芯片U9以及电感L1，所述的隔离电源模块U8采用B0505S-1W，所述的集成稳压芯片U9采用LM117-3.3，电感L1的一端和隔离电源模块U8的2脚共同接直流电源VCC2，电感L1的另一端与电容C10的一端以及电容C11的一端连接，并共同输出直流电源VDD2，隔离电源模块U8的4脚与电容C12的一端以及电容C13—端连接，并共同输出直流电源VCC1，电容C14的一端与集成稳压芯片U9的3脚共同接直流电源VCC1，集成稳压芯片U9的2、4脚与电容C15的一端以及电容C16的一端共同输出直流电源VDD1，隔离电源模块U8的3脚、电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C14的另一端、集成稳压芯片U9的1脚、电容C15的另一端以及电容C16的另一端共同接地GND1，电容C10的另一端、电容C11的另一端以及隔离电源模块U8的1脚共同接地GND2。本技术由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果:替代了模拟信号直接线性隔离传输的传统方案，提高了隔离传输精度;利用微控制器将模拟信号转换成数字PWM波，经磁耦技术原理制成的数字隔离芯片隔离后，再由低通滤波电路按比例恢复出原始的模拟信号，从而能降低模拟信号隔离传输的难度，提高了传输精度。【附图说明】图1为本技术的原理框图。图2为本技术所述的模拟信号输入处理电路的电原理图。图3为本技术所述的微控制器处理电路的电原理图。图4为本技术所述的PWM隔离变送电路的电原理图。图5为本技术所述的隔离信号还原输出电路的电原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低频模拟信号隔离变送电路，其特征在于:包括模拟信号输入处理电路、微控制器处理电路、PWM隔离变送电路、隔离信号还原输出电路以及电源电路，所述的模拟信号输入处理电路、微控制器处理电路、PWM隔离变送电路以及隔离信号还原输出电路依次串联连接，所述的电源电路分别为上述各电路提供电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正阳，徐惠钢，谢启，杨云飞，徐伟，李鑫，戴梅，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32