数字化非线性模拟前端测量电路制造技术

本发明专利技术涉及数字化非线性模拟前端测量电路，包括：信号取样电路、信号调理电路、量程选择单元、驱动电路、模数转换单元和电气隔离单元；量程选择单元包括多个电子开关，每一信号取样电路通过一信号调理电路与一电子开关连接，电子开关通过驱动电路与模数转换单元连接，电子开关的控制端用于与外部控制系统连接；模数转换单元与外部控制系统连接。在信号取样电路接收到信号后，取样样本的数字信号经电气隔离单元输出至外部控制系统，在当前测量的信号的值在测量范围内时，保持当前的电子开关导通，在当前测量的信号值不在测量范围内时，关闭当前的电子开关，开启另一量程对应的电子开关，实现了对量程的不断调整，使得对测量更为准确。

【技术实现步骤摘要】
数字化非线性模拟前端测量电路
本专利技术涉及非线性测量
，特别是涉及数字化非线性模拟前端测量电路。
技术介绍
线性的电量指的是输入的电流或者电压为连续的、线性的量值，而非线性的电量指的是输入的电流或者电压的量值是非线性的或动态变化的。目前在电流或者电压的测量对于突变的或大量程的非线性工况无法做到准确的测量。此外，对于非线性电量的测量，传统的测量的采样是以线性波形的一个或多个周期作为量程调整的控制周期，由于非线性的波形在一个周期内可能是动态变化的，因此，传统的测量电路无法准确地对电流或者电压进行测量。
技术实现思路
基于此，有必要针对性地提供一种数字化非线性模拟前端测量电路。一种数字化非线性模拟前端测量电路，包括：多个信号取样电路、多个信号调理电路、量程选择单元、驱动电路、模数转换单元和电气隔离单元；所述量程选择单元包括多个电子开关，每一所述信号取样电路通过一所述信号调理电路与一所述电子开关的第一端连接，所述电子开关的第二端通过所述驱动电路与所述模数转换单元的输入端连接，所述电子开关的控制端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接。进一步地，所述驱动电路的第一输入端分别与各所述电子开关的第二端连接，所述驱动电路的第二输入端通过电阻接地。进一步地，所述驱动电路的第一输出端和第二输出端分别与所述模数转换单元的两个输入端连接。4、根据权利要求1所述的数字化非线性模拟前端测量电路，其特征在于，所述电子开关为SPST模拟开关。进一步地，每一所述信号取样电路连接一取样电阻。进一步地，各所述取样电阻的阻值相异。本专利技术的有益效果是：工作时，控制多个电子开关中的其中一个导通，只允许该电子开关对应的一路信号取样电路取样的电流信号或者电压信号通过，该电流信号或者电压信号依次通过信号调理电路、驱动电路和模数转换单元转换成数字信号后经电气隔离输出至外部控制系统。当测量的信号的值在测量范围内时，保持当前的电子开关导通，继续测量；在当前测量的信号值不在测量范围内时，关闭当前的电子开关，通过外部控制系统的一内部算法控制开启另一量程对应的电子开关导通，从而实现了对量程的不断的快速调整，能够适应非线性波形的测量，使得对电流或者电压的测量更为准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1一实施例的数字化非线性模拟前端测量电路的原理框图；图2为一实施例的应用于电流采样的数字化非线性模拟前端测量电路的电路原理图；图3为一实施例的应用于电压采样的数字化非线性模拟前端测量电路的电路原理图；图4为外部控制系统对数字化非线性模拟前端测量电路的控制流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。应该理解的是，数字化非线性模拟前端测量电路既可对电流信号进行测量，也可对电压信号进行测量。如图1所示，在一个实施例中，一种数字化非线性模拟前端测量电路，包括：多个信号取样电路、多个信号调理电路、量程选择单元、驱动电路、模数转换单元和电气隔离单元；所述量程选择单元包括多个电子开关，每一所述信号取样电路通过一所述信号调理电路与一所述电子开关的第一端连接，所述电子开关的第二端通过所述驱动电路与所述模数转换单元的输入端连接，所述电子开关的控制端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接。具体地，所述电子开关的控制端用于经电气隔离后与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于经电气隔离与外部控制系统连接。或者说，所述电子开关的控制端用于通过所述电气隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电气隔离单元与外部控制系统连接。具体地，在测量时，多个电子开关中的一个导通，只允许该电子开关对应的一路信号取样电路取样的电流信号或者电压信号通过，该电流信号或者电压信号依次通过信号调理电路、驱动电路，经模数转换单元转换成数字信号经电气隔离后连接至外部控制系统。当测量的信号的值在测量范围内时，保持当前的电子开关导通，继续测量，在当前测量的信号值不在测量范围内时，关闭当前的电子开关，通过外部控制系统的一内部算法控制开启另一量程对应的电子开关，从而实现了对量程的不断的快速调整，能够适应非线性波形的测量，使得对电流或者电压的测量更为准确。如图2所示，其为本专利技术一实施例的应用于电流采样的数字化非线性模拟前端测量电路，包括：多个信号取样电路210、多个信号调理电路220、量程选择单元230、驱动电路240和模数转换单元250；所述量程选择单元包括多个电子开关231，每一所述信号取样电路210通过一所述信号调理电路20与一所述电子开关231的第一端连接，所述电子开关231的第二端通过所述驱动电路240与所述模数转换单元250的输入端连接，所述电子开关231的控制端用于与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于经电气隔离后与外部控制系统连接。具体地，所述模数转换单元可采用ADI公司的AD7687实现，本实施例中不对此进行限制。为了实现电气隔离，具体地，所述电子开关的控制端经电气隔离后与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端经电气隔离后与外部控制系统连接。在一个实施例中，如图2所示，数字化非线性模拟前端测量电路还包括第一电气隔离单元261和第二电气隔离单元262，即电气隔离单元包括第一电气隔离单元261和第二电气隔离单元262。例如，所述电子开关231的控制端用于通过所述第一电气隔离单元261与外部控制系统连接，所述模数转换单元250的数字接口信号端用于通过所述第二电气隔离单元262与外部控制系统连接。通过采用第一电气隔离单元和第二电气隔离单元的电气隔离，使得采样的电流或者电压信号能够与控制信号隔离。值得一提的是，第一电气隔离单元和第二电气隔离单元可以是同一个电路单元，也可以是两个相互独立的电路单元。具体地，该第一电气隔离单元和第二电气隔离单元可采用ADI公司的ADuM4400_4401_4402或者荣湃半导体的π120A4/π121A4/π122A4实现，本实施例中不对此进行限制。具体地，所述模数转换单元包括控制端(使能端)和数字接口信号端，所述模数转换单元的控制端和数字通信接口信号端通过所述电气隔离单元连接至外部控制系统。具体地，该信号取样电路用于与输入端连接，该信号取样电路用于对电流信号或者电压信号进行取样，例如，每一所述信号取样电路连接一取样电阻，例如，该输入端即为测量输入端，用于向数字化非线性模拟前端测量电路输入取样信号。该信号调理电路用于将信号取样电路的输入信号放大，以匹配不同阻值的取样电阻的阻抗，并通过电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化非线性模拟前端测量电路，其特征在于，包括：多个信号取样电路、多个信号调理电路、量程选择单元、驱动电路、模数转换单元和电气隔离单元；所述量程选择单元包括多个电子开关，每一所述信号取样电路通过一所述信号调理电路与一所述电子开关的第一端连接，所述电子开关的第二端通过所述驱动电路与所述模数转换单元的输入端连接，所述电子开关的控制端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种数字化非线性模拟前端测量电路，其特征在于，包括：多个信号取样电路、多个信号调理电路、量程选择单元、驱动电路、模数转换单元和电气隔离单元；所述量程选择单元包括多个电子开关，每一所述信号取样电路通过一所述信号调理电路与一所述电子开关的第一端连接，所述电子开关的第二端通过所述驱动电路与所述模数转换单元的输入端连接，所述电子开关的控制端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接。2.根据权利要求1所述的数字化非线性模拟前端测量电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟峰，
申请(专利权)人：广东东方电讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44