一种模拟电压与模拟电流信号采集电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种模拟电压与模拟电流信号采集电路，包括：开关切换单元，用于根据接收的模拟开关控制信号将模拟信号输入端切换至第一输出端或者第二输出端；电压信号采集单元，其输入端与所述开关切换单元的第一输出端相连，用于将模拟电压信号转换为预设电压水平的电压信号并输出；电流信号采集单元，其输入端与所述开关切换单元的第二输出端相连，用于将模拟电流信号转换为预设电压水平的电压信号并输出；主控单元，用于发送所述模拟开关控制信号。本实用新型专利技术将电压信号采集单元和电流信号采集单元集成在同一电路中，共用一个模拟信号输入接口，并可通过主控单元控制开关切换单元实现切换，该电路整体结构简单，操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟电压与模拟电流信号采集电路
本技术涉及电路
，尤其涉及一种模拟电压与模拟电流信号采集电路。
技术介绍
在精密仪器、供电系统、采样保持电路等领域，通常需要实时采集模拟电压与模拟电流信号以实现对模拟信号的跟踪，便于做出相应的调整。STM32系列单片机能够进行模拟电压转换的电压范围为0-3.3V，而模拟信号采集电路需要进行0-10V模拟电压信号或4-20mA模拟电流信号的检测。而现有的模拟信号采集电路大多只能单独采集模拟电压信号或者模拟电流信号。如果针对不同的模拟信号分别设计不同的模拟信号采集电路和接口，会增加总体设计复杂度，并且增大产品体积。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对现有模拟信号采集电路大多只能单独采集模拟电压信号或者模拟电流信号的缺陷，提供一种模拟电压与模拟电流信号采集电路，能够设计在同一电路中采用统一接口实现的实现模拟电压信号采集与模拟电流信号采集之间的开关切换。本技术提供了一种模拟电压与模拟电流信号采集电路，包括：开关切换单元，其具有模拟信号输入端、第一输出端、第二输出端和模拟开关控制端，所述模拟信号输入端用于采集模拟电压信号或者模拟电流信号；所述模拟开关控制端用于接收模拟开关控制信号；所述开关切换单元用于根据接收的模拟开关控制信号将模拟信号输入端切换至第一输出端或者第二输出端；电压信号采集单元，所述电压信号采集单元的输入端与所述开关切换单元的第一输出端相连，用于将模拟电压信号转换为预设电压水平的电压信号并输出至模拟电压信号的输出端；电流信号采集单元，所述电流信号采集单元的输入端与所述开关切换单元的第二输出端相连，用于将模拟电流信号转换为预设电压水平的电压信号并输出至模拟电流信号的输出端；主控单元，与所述开关切换单元连接，用于发送所述模拟开关控制信号控制开关切换。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述模拟电压信号的输出端与所述主控单元的模拟电压信号输入端连接，所述模拟电流信号的输出端与所述主控单元的模拟电流信号输入端连接。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述开关切换单元包括：模拟开关和第一电容；所述模拟开关的正电源引脚连接至第一输入电源，并通过第一电容接地；所述模拟开关的负电源引脚和公共端引脚接地，所述模拟开关的低电压输入引脚连接至第二输入电源；所述模拟开关的模拟量输入引脚与所述开关切换单元的模拟信号输入端连接，模拟开关控制引脚与模拟开关控制信号连接，模拟电压输出引脚与所述开关切换单元的第一输出端连接，模拟电流输出引脚与所述开关切换单元的第二输出端连接。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述开关切换单元还包括：瞬态抑制二极管；所述瞬态抑制二极管一端连接所述模拟信号输入端，另一端接地。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述电压信号采集单元包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第二电容、第三电阻和第三电容；所述第一电阻和第二电阻串联在所述电压信号采集单元的输入端与地之间，所述第一电阻和第二电阻之间的节点连接至所述第一运算放大器的同向输入引脚；所述第一运算放大器的反向输入引脚与运放输出引脚短接，负电源引脚接地，正电源引脚接第二输入电源，第二电容连接在正电源引脚与地之间；第三电阻连接在第一运算放大器的运放输出引脚与所述模拟电压信号的输出端之间，且所述模拟电压信号的输出端通过所述第三电容接地。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述电流信号采集单元包括：依次连接的隔离电路、放大电路和低通滤波电路。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述隔离电路包括：第二运算放大器、第四电阻和第四电容；所述第二运算放大器的同向输入引脚与所述电流信号采集单元的输入端连接，并通过第四电阻接地；所述第二运算放大器的反向输入引脚与运放输出引脚短接，负电源引脚接地，正电源引脚接第二输入电源，第四电容连接在正电源引脚与地之间。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述放大电路包括：第三运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第五电容；所述第五电阻连接在所述第二运算放大器的运放输出引脚与第三运算放大器的反向输入引脚之间，所述第三运算放大器的反向输入引脚通过第七电阻连接至运放输出引脚，负电源引脚接地，所述第三运算放大器的同向输入引脚通过第六电阻接第二输入电源；所述第八电阻连接在所述第三运算放大器的同向输入引脚与地之间；所述第三运算放大器的正电源引脚接第二输入电源，且第五电容连接在正电源引脚与地之间。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述低通滤波电路包括：第九电阻和第六电容；所述第九电阻连接在第三运算放大器的运放输出引脚与所述模拟电流信号的输出端之间，且所述模拟电流信号的输出端通过所述第六电容接地。在根据本技术所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路中，优选地，所述预设电压水平为0～3.3V。实施本技术的模拟电压与模拟电流信号采集电路，具有以下有益效果：本技术将电压信号采集单元和电流信号采集单元集成在同一电路中，共用一个模拟信号输入接口，并可通过主控单元控制开关切换单元实现切换，该电路整体结构简单，操作方便。附图说明图1为根据本技术优选实施例的模拟电压与模拟电流信号采集电路的模块框图；图2为根据本技术优选实施例的模拟电压与模拟电流信号采集电路中开关切换单元的电路原理图；图3为根据本技术优选实施例的模拟电压与模拟电流信号采集电路中电压信号采集单元的电路原理图；图4为根据本技术优选实施例的模拟电压与模拟电流信号采集电路中电流信号采集单元的电路原理图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，为根据本技术优选实施例的模拟电压与模拟电流信号采集电路的模块框图。如图1所示，该实施例提供的模拟电压与模拟电流信号采集电路包括：开关切换单元100、电压信号采集单元200、电流信号采集单元300和主控单元400。开关切换单元100具有模拟信号输入端、第一输出端、第二输出端和模拟开关控制端。模拟信号输入端用于采集模拟电压信号或者模拟电流信号。模拟开关控制端用于接收模拟开关控制信号。该开关切换单元100用于根据接收的模拟开关控制信号将模拟信号输入端切换至第一输出端，或者将模拟信号输入端切换至第二输出端。也就是说，当模拟信号输入端采集的模拟信号为模拟电压信号时，模拟开关控制信号可以控制开关切换单元100将模拟信号输入端采集的模拟电压信号输出至第一输出端；当模拟信号输入端采集的模拟信号为模拟电流信号时，模拟开关控制信号可以控制开关切换单元100将模拟信号输入端采集的模拟电流信号输出至第二输出端。电压信号采集单元200具有输入端以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟电压与模拟电流信号采集电路，其特征在于，包括：开关切换单元(100)，其具有模拟信号输入端、第一输出端、第二输出端和模拟开关控制端，所述模拟信号输入端用于采集模拟电压信号或者模拟电流信号；所述模拟开关控制端用于接收模拟开关控制信号；所述开关切换单元(100)用于根据接收的模拟开关控制信号将模拟信号输入端切换至第一输出端或者第二输出端；电压信号采集单元(200)，其输入端与所述开关切换单元的第一输出端相连，用于将模拟电压信号转换为预设电压水平的电压信号并输出至模拟电压信号的输出端；电流信号采集单元(300)，其输入端与所述开关切换单元的第二输出端相连，用于将模拟电流信号转换为预设电压水平的电压信号并输出至模拟电流信号的输出端；主控单元(400)，与所述开关切换单元(100)连接，用于发送所述模拟开关控制信号控制开关切换。

【技术特征摘要】
1.一种模拟电压与模拟电流信号采集电路，其特征在于，包括：开关切换单元(100)，其具有模拟信号输入端、第一输出端、第二输出端和模拟开关控制端，所述模拟信号输入端用于采集模拟电压信号或者模拟电流信号；所述模拟开关控制端用于接收模拟开关控制信号；所述开关切换单元(100)用于根据接收的模拟开关控制信号将模拟信号输入端切换至第一输出端或者第二输出端；电压信号采集单元(200)，其输入端与所述开关切换单元的第一输出端相连，用于将模拟电压信号转换为预设电压水平的电压信号并输出至模拟电压信号的输出端；电流信号采集单元(300)，其输入端与所述开关切换单元的第二输出端相连，用于将模拟电流信号转换为预设电压水平的电压信号并输出至模拟电流信号的输出端；主控单元(400)，与所述开关切换单元(100)连接，用于发送所述模拟开关控制信号控制开关切换。2.根据权利要求1所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路，其特征在于，所述模拟电压信号的输出端与所述主控单元(400)的模拟电压信号输入端连接，所述模拟电流信号的输出端与所述主控单元(400)的模拟电流信号输入端连接。3.根据权利要求1所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路，其特征在于，所述开关切换单元(100)包括：模拟开关(U1)和第一电容(C1)；所述模拟开关(U1)的正电源引脚连接至第一输入电源，并通过第一电容(C1)接地；所述模拟开关(U1)的负电源引脚和公共端引脚接地，所述模拟开关(U1)的低电压输入引脚连接至第二输入电源；所述模拟开关(U1)的模拟量输入引脚与所述开关切换单元的模拟信号输入端连接，模拟开关控制引脚与模拟开关控制信号连接，模拟电压输出引脚与所述开关切换单元(100)的第一输出端连接，模拟电流输出引脚与所述开关切换单元(100)的第二输出端连接。4.根据权利要求3所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路，其特征在于，所述开关切换单元(100)还包括：瞬态抑制二极管(D1)；所述瞬态抑制二极管(D1)一端连接所述模拟信号输入端，另一端接地。5.根据权利要求1～4中任一项所述的模拟电压与模拟电流信号采集电路，其特征在于，所述电压信号采集单元(200)包括：第一运算放大器(U2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第二电容(C2)、第三电阻(R3)和第三电容(C3)；所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)串联在所述电压信号采集单元(200)的输入端与地之间，所述第一电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大勇，韩震峰，董冲，邹欣珏，王东，宋子强，赵越超，
申请(专利权)人：哈尔滨工大特种机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23