本实用新型专利技术公开了一种用于教学的信号采集处理电路，包括中央处理器，一个信号接收电路将接收的模拟信号顺序输出经过耦合电路、信号衰减电路和信号调理电路后输入到中央处理器进行处理后输出至液晶显示器显示，所述耦合电路是一个交流直流信号耦合选择电路，所述信号衰减电路是可变阻抗衰减选择电路，本实用新型专利技术通过交流直流信号耦合选择电路和信号衰减选择电路实现了信号采集处理。通过该电路多种选择，学生可以熟悉数据采集卡对输入电路的技术要求、虚拟仪器量程和衰减网络衰减量关系、虚拟仪器测量值修正方法、基于特定采集卡设计虚拟仪器的工作原理。
【技术实现步骤摘要】
一种用于教学的信号采集处理电路
本技术涉及信号处理电路，特别涉及一种用于教学的信号采集处理电路。
技术介绍
目前，基于数据采集卡的虚拟仪器在高校虚拟仪器技术课程教学和信号测量等领域已得到广泛使用，虚拟仪器的技术关键是数据采集卡，数据采集卡的关键是输入电路，传统的采集卡为满足测量量程和频响要求，一方面输入电路配有很多切换电路，另一方面为确保测量信号在一定范围内修正，调理放大器的增益必须可控，这样采集卡的电路就很复杂、成本也就比较高。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种用于教学的信号采集处理电路，通过该电路设置的多个可调节环节，学生可以熟悉数据采集卡对输入电路的技术要求、虚拟仪器量程和衰减网络衰减量关系、虚拟仪器测量值修正方法、基于特定采集卡设计虚拟仪器的工作原理。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种用于教学的信号采集处理电路，包括中央处理器，中央处理器连接有液晶显示器和键盘，一个信号接收电路将接收的模拟信号经顺序连接的信号耦合电路、信号衰减电路和信号调理电路后输入到中央处理器进行处理后输出至液晶显示器显示，其中，所述信号耦合电路是一个交流直流信号耦合选择电路，所述信号衰减电路是可变阻抗衰减选择电路，交流直流信号耦合选择电路包括第一电容和第一电子通路开关，第一电子通路开关并联接在第一电容的两端，所述中央处理器输出控制信号连接第一电子通路开关控制端，所述可变阻抗衰减选择电路包括第二电容和数字电位器，数字电位器并联接在第二电容的两端，所述中央处理器出控制信号连接数字电位器控制端。方案进一步是：所述第一电子通路开关是磁感应干簧管继电器开关。方案进一步是：所述信号接收电路是具有高输入阻抗的射随器运算放大器电路。方案进一步是：所述信号调理电路是包括有运费算放大器的固定放大倍数的信号调理电路。方案进一步是：所述可变阻抗衰减选择电路在并联连接的数字电位器和第二电容与耦合选择电路之间还连接一个固定衰减选择电路，所述固定衰减选择电路包括第三电容和与第三电容并联的固定电阻，在固定电阻的两端连接第二电子通路开关，所述中央处理器输出控制信号还连接第二电子通路开关控制端。方案进一步是：所述第二电子通路开关是磁感应干簧管继电器开关。方案进一步是：所述磁感应干簧管继电器开关的电磁线圈的一端连接5伏直流电源正极，电磁线圈的另一端为开关控制端连接中央处理器I/O端输出的控制信号。本技术的有益效果是：以微处理器的可编程输入节点为核心，通过对交流直流信号耦合选择电路和信号衰减选择电路实现了一种用于教学的信号采集处理电路。通过该电路多种选择，学生可以熟悉数据采集卡对输入电路的技术要求、虚拟仪器量程和衰减网络衰减量关系、虚拟仪器测量值修正方法、基于特定采集卡设计虚拟仪器的工作原理，另外学生能了解虚拟仪器数据采集卡从原理图设计到制板，从程序设计到工程建立、编译、程序下载、调试的一整套开发流程；熟悉STM32F407微处理器的内部架构、硬件资源、TFT液晶驱动显示、SPI总线实际应用等软硬件设计。下面结合附图和实施例对本技术进行详细描述。附图说明图1本技术电路框图示意图；图2本技术信号耦合电路示意图；图3本技术信号衰减电路一种实施例示意图；图4本技术信号衰减电路另一种实施例示意图。具体实施方式一种用于教学的信号采集处理电路，如图1所示，所述用于教学的信号采集处理电路包括中央处理器1，中央处理器采用的是STM32F407微处理器，微处理器中带有A/D转换电路可以直接接收模拟信号，将模拟信号转换为数字信号，中央处理器连接有液晶显示器2和键盘3，液晶显示器2用于数据显示处理的结果，键盘用于向中央处理器输入控制指令构成人机交互，一个信号接收电路4将接收的模拟信号经顺序连接的信号耦合电路5、信号衰减电路6和信号调理电路7后输入到中央处理器进行处理后输出至液晶显示器显示，其中，如图2所示，所述信号耦合电路是一个交流直流信号耦合选择电路，交流直流信号耦合选择电路包括第一电容501和第一电子通路开关502，第一电子通路开关并联接在电容的两端，所述中央处理器通过I/O输出端输出控制信号连接第一电子通路开关控制端，所述信号衰减电路是可变阻抗衰减选择电路，如图3所示，作为可变阻抗衰减选择电路的一种实施例：所述可变阻抗衰减选择电路包括第二电容601和数字电位器602，数字电位器并联接在第二电容的两端，所述中央处理器出控制信号连接数字电位器控制端。实施例中，第一电子通路开关502是一种模拟电子开关，所述STM32F407微处理器的IO口驱动电流达20mA，能直接驱动信号耦合电路的模拟电子开关；微处理器自带SPI总线接口，能和SPI总线接口的数字电位器匹配，随时调节输入信号衰减量；STM32F407内置模数转换电路，采样率达1MSPS。实施例中的数字电位器选用X9315ZP-100K型，该型数字电位器标称阻值100K，抽头100个，抽头选择是通过中央处理器的3个I/O信号控制数字电位器的控制端实现的。数字电位器片选CS，低电平有效；数字电位器阻值增减控制U/D-，U/D-=1时电阻增加，U/D-=0时电阻减小；数字电位器电阻增量信号INC：INC一个脉冲改变一挡电阻抽头，电阻增还是减起决于U/D-电平。数字电位器X9315ZP-100K取代传统的电阻衰减网络，通过软件编程调整分压比即衰减量，衰减量能以1%的步长调节也可分量程调节，由于采用数字调节，因此调节精度高且不用开关切换，使信号采集处理电路的模拟信号输入电路大为简化，由于数字电位器抽头阻值是可知的，因此衰减网络衰减量很明确，这对测量信号准确定标非常有利。实施例中：所述信号接收电路是具有高输入阻抗的射随器运算放大器电路，电路采用LMH6643运算放大器作射随器，LMH66433db带宽130MHZ，满足虚拟仪器技术课程实践要求，LMH6643所作的射随器在采集卡电路中能起到阻抗变换作用，隔离信号采集处理电路对被测电路的影响。信号采集处理电路中：所述信号调理电路是包括有运费算放大器的固定放大倍数的信号调理电路，电路采用LMH6643运算放大器，调理电路增益可根据被测信号范围设置，由于可变阻抗衰减选择电路衰减量连续可调，因此调理电路放大器增益可以固定，从而简化了调理电路。在大信号输入情况，为了快速的衰减，作为可变阻抗衰减选择电路的另一个实施例是：如图4所示，所述可变阻抗衰减选择电路在并联连接的数字电位器和第二电容与耦合选择电路之间还连接一个固定衰减选择电路，所述固定衰减选择电路包括第三电容603和与第三电容并联的固定电阻604，固定电阻604选择的是100K欧姆，在固定电阻的两端连接第二电子通路开关605，第二电子通路开关的控制端连接所述中央处理器控制信号输出。同样：所述第二电子通路开关是磁感应干簧管继电器开关。实施例中的交流直流信号耦合选择电路架设了一个通道，这个通道可以直流也可交流，所谓交流就是在通道中串了一个电容，从而使这个通道只能通交流。交直流耦合选择是通过干弹管继电器开关作为第一电子通路开关502来实现，干弹管继电器开关动作受中央处理器控制。干弹管继电器开关工作电压一般是5V，而中央处理器选用的是工作电压3.3V的STM32F4，这里有个驱动匹配的问题：如果继电器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于教学的信号采集处理电路，包括中央处理器，中央处理器连接有液晶显示器和键盘，一个信号接收电路将接收的模拟信号经顺序连接的信号耦合电路、信号衰减电路和信号调理电路后输入到中央处理器进行处理后输出至液晶显示器显示，其特征在于，所述信号耦合电路是一个交流直流信号耦合选择电路，所述信号衰减电路是可变阻抗衰减选择电路，交流直流信号耦合选择电路包括第一电容和第一电子通路开关，第一电子通路开关并联接在第一电容的两端，所述中央处理器输出控制信号连接第一电子通路开关控制端，所述可变阻抗衰减选择电路包括第二电容和数字电位器，数字电位器并联接在第二电容的两端，所述中央处理器出控制信号连接数字电位器控制端。
【技术特征摘要】
1.一种用于教学的信号采集处理电路，包括中央处理器，中央处理器连接有液晶显示器和键盘，一个信号接收电路将接收的模拟信号经顺序连接的信号耦合电路、信号衰减电路和信号调理电路后输入到中央处理器进行处理后输出至液晶显示器显示，其特征在于，所述信号耦合电路是一个交流直流信号耦合选择电路，所述信号衰减电路是可变阻抗衰减选择电路，交流直流信号耦合选择电路包括第一电容和第一电子通路开关，第一电子通路开关并联接在第一电容的两端，所述中央处理器输出控制信号连接第一电子通路开关控制端，所述可变阻抗衰减选择电路包括第二电容和数字电位器，数字电位器并联接在第二电容的两端，所述中央处理器出控制信号连接数字电位器控制端。2.根据权利要求1所述的信号采集处理电路，其特征在于，所述第一电子通路开关是磁感应干簧管继电器开关。3.根据权利要求1所述的信号采集处理电路，其特征在于，所述信号接...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀清，陆辉，
申请(专利权)人：北京电子科技职业学院，
类型：新型
国别省市：北京,11
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