信号采集和输出电路及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及信号采集及输出技术领域，提供了一种信号采集和输出电路及装置。该信号采集和输出电路，包括：主控单元和分别与所述主控单元连接的模拟信号放大单元、开关量信号采集单元、输出单元及通讯单元。上述信号采集和输出电路可通过主控单元的内部放大器或通过模拟信号放大单元对外部模拟信号进行放大采集，也可对外部开关量信号进行采集，然后将采集到外部信号传输给上级设备，同时还可以接收上级设备的控制指令，并根据控制指令驱动第三方设备动作。该信号采集和输出电路兼容多种信号形式，可减少信号处理装置的设置，从而精简信号采集系统，提高处理效率，降低信号采集系统的故障率。

Signal acquisition and output circuit and device

【技术实现步骤摘要】
信号采集和输出电路及装置
本技术属于信号采集及输出
，尤其涉及一种信号采集和输出电路及装置。
技术介绍
城市地下综合管廊承担一座城市的电力、通信、燃气及给排水等众多管线，需建设消防、环境监测、电力控制及照明等众多系统，因此管廊内具有多种信号，包括开关量信号、模拟单端信号及模拟差分信号等。目前，通常对于不同的信号需要不同的装置进行处理，因此导致管廊内信号的处理过程过于繁杂，处理效率低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供了一种信号采集和输出电路及装置，以解决现有技术中管廊中的信号处理过于繁杂，处理效率低的问题。本技术实施例第一方面提供了一种信号采集和输出电路，包括：主控单元和分别与主控单元连接的模拟信号放大单元、开关量信号采集单元、输出单元及通讯单元；主控单元包括内部放大器；当内部放大器选通时，主控单元接收外部模拟信号并通过内部放大器对外部模拟信号进行内部放大，得到内部放大后的外部模拟信号；当内部放大器未选通时，模拟信号放大单元接收外部模拟信号并对外部模拟信号进行外部放大，以及将外部放大后的外部模拟信号传输给主控单元；开关量信号采集单元采集外部开关量信号并将采集到的外部开关量信号转换为模拟开关量信号，以及将模拟开关量信号传输给主控单元；主控单元将内部放大后的外部模拟信号、外部放大后的外部模拟信号及模拟开关量信号通过通讯单元传输给上级设备，并通过通讯单元接收上级设备发送的控制信号，以及根据控制信号向输出单元发送驱动信号，输出单元根据驱动信号驱动第三方设备动作。本技术实施例第二方面提供了一种信号采集和输出装置，包括本技术实施例第一方面中的任一种信号采集和输出电路。本技术实施例提供了一种信号采集和输出电路及装置，可通过开关量信号采集单元采集外部开关量信号，还可以采集外部模拟信号，外部模拟信号可以为单端信号也可以为差分信号，同时可根据实际放大需求选择通过主控单元的内部放大器或通过模拟信号放大单元对外部模拟信号进行放大，实现对开关量信号及模拟信号的采集。主控单元通过通讯单元实现与上级设备的通信，同时可以接收上级设备的控制信号通过输出单元驱动第三方设备动作。综上，本技术实施例能够实现同时对开关量及模拟信号的采集，同时可以控制第三方设备动作，兼容多种信号形式，避免不同的信号采用不同的装置进行处理，导致信号处理装置过多、处理过程过于繁杂、处理效率低的问题，可减少信号处理装置的设置，从而精简信号处理系统，提高处理效率，降低信号采集系统的故障率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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他的附图。图1是本技术实施例提供的一种信号采集和输出电路的示意图；图2是本技术实施例提供的又一种信号采集和输出电路的示意图；图3是本技术实施例提供的模拟信号放大单元和模拟信号采集单元的电路示意图；图4是本技术实施例提供的第一跟随电路的示意图；图5是本技术实施例提供的第二跟随电路的示意图；图6是本技术实施例提供的开关量信号采集单元的电路示意图；图7是本技术实施例提供的输出单元的电路示意图；图8是本技术实施例提供的主控单元的电路示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。为了说明本技术的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。参考图1，本技术实施例提供了一种信号采集和输出电路，包括：主控单元11和分别与主控单元连接的模拟信号放大单元12、开关量信号采集单元13、输出单元15及通讯单元14。主控单元11包括内部放大器；当内部放大器选通时，主控单元11接收外部模拟信号并通过内部放大器对外部模拟信号进行内部放大；当内部放大器未选通时，模拟信号放大单元12接收外部模拟信号并对外部模拟信号进行外部放大，将经过外部放大后的外部模拟信号传输给主控单元11。开关量信号采集单元13采集外部开关量信号并将采集到的外部开关量信号转换为模拟开关量信号，以及将模拟开关量信号传输给主控单元11；主控单元11将内部放大后的外部模拟信号、外部放大后的外部模拟信号及模拟开关量信号通过通讯单元14传输给上级设备，并通过通讯单元14接收上级设备的控制信号，以及根据控制信号向输出单元15发送驱动信号，输出单元15根据驱动信号驱动第三方设备动作。当外部信号为模拟信号时，可根据实际需求，采用主控单元11的内部放大器对外部模拟信号进行放大或采用模拟信号放大单元12对外部模拟信号进行放大。例如，主控单元11的内部放大器可实现10倍或100倍放大，当放大需求为10倍或100倍时可以采用主控单元11对外部模拟信号进行放大，而当放大需求为其他倍数时，主控单元11无法满足需求，此时可以采用模拟信号放大单元12对外部模拟信号进行外部放大。主控单元11的内部放大器的选通可通过软件控制。当外部信号为开关量信号时，开关量信号采集单元13采集外部开关量信号并将开关量信号转换为模拟开关量信号送入主控单元11内部。主控单元11将内部放大后的外部模拟信号、外部放大后的外部模拟信号或模拟开关量信号传输给上级设备，实现信号的采集发送。同时，主控单元11还可以接收上级设备发送的控制信号发送给输出单元15，驱动第三方设备动作。例如，外部模拟信号可以为传感器信号(温度传感器、湿度传感器、光线传感器等)，上述信号采集和输出电路采集传感器信号并传输给上级设备，上级设备对采集到的传感器信号进行分析，然后根据分析结果向信号采集和输出电路发送控制指令，信号采集和输出电路驱动第三方设备(加热器、风扇及电灯等)动作对环境参数进行调节。更具体的，例如信号采集和输出电路采集光线传感器的信号，当上级设备分析管廊内光线过低时，可向信号采集和输出电路发送控制信号，控制电灯打开补充光照。控制信号也可与模拟信号及开关量信号无关，上级设备根据实际需求向输出单元15发送控制信号控制第三方设备动作。本技术实施例设计一种信号采集和输出电路，能够实现同时对开关量及模拟信号的采集，同时可以控制第三方设备动作，兼容多种信号形式，避免不同的信号采用不同的装置进行处理，导致信号处理装置过多、系统庞大、信号处理过程繁杂、处理效率低及不便调试和维修的问题，精简信号处理系统，提高处理效率，降低信号采集系统的故障率。一些实施例中，参考图2，当上述信号采集和输出电路用于采集无源传感器的信号时，信号采集和输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号采集和输出电路，其特征在于，包括：主控单元和分别与所述主控单元连接的模拟信号放大单元、开关量信号采集单元、输出单元及通讯单元；/n所述主控单元包括内部放大器；/n当所述内部放大器选通时，所述主控单元接收外部模拟信号并通过所述内部放大器对所述外部模拟信号进行内部放大，得到内部放大后的外部模拟信号；当所述内部放大器未选通时，所述模拟信号放大单元接收外部模拟信号并对所述外部模拟信号进行外部放大，以及将外部放大后的外部模拟信号传输给所述主控单元；/n所述开关量信号采集单元采集外部开关量信号并将采集到的外部开关量信号转换为模拟开关量信号，以及将所述模拟开关量信号传输给所述主控单元；/n所述主控单元将所述内部放大后的外部模拟信号、所述外部放大后的外部模拟信号及所述模拟开关量信号通过所述通讯单元传输给上级设备，并通过所述通讯单元接收所述上级设备发送的控制信号，以及根据所述控制信号向所述输出单元发送驱动信号，所述输出单元根据所述驱动信号驱动第三方设备动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种信号采集和输出电路，其特征在于，包括：主控单元和分别与所述主控单元连接的模拟信号放大单元、开关量信号采集单元、输出单元及通讯单元；
所述主控单元包括内部放大器；
当所述内部放大器选通时，所述主控单元接收外部模拟信号并通过所述内部放大器对所述外部模拟信号进行内部放大，得到内部放大后的外部模拟信号；当所述内部放大器未选通时，所述模拟信号放大单元接收外部模拟信号并对所述外部模拟信号进行外部放大，以及将外部放大后的外部模拟信号传输给所述主控单元；
所述开关量信号采集单元采集外部开关量信号并将采集到的外部开关量信号转换为模拟开关量信号，以及将所述模拟开关量信号传输给所述主控单元；
所述主控单元将所述内部放大后的外部模拟信号、所述外部放大后的外部模拟信号及所述模拟开关量信号通过所述通讯单元传输给上级设备，并通过所述通讯单元接收所述上级设备发送的控制信号，以及根据所述控制信号向所述输出单元发送驱动信号，所述输出单元根据所述驱动信号驱动第三方设备动作。


2.如权利要求1所述的信号采集和输出电路，其特征在于，当所述信号采集和输出电路用于采集无源传感器的信号时，所述信号采集和输出电路还包括：模拟信号采集单元；
所述模拟信号采集单元用于采集所述无源传感器的信号，并将所述无源传感器的信号转换为所述外部模拟信号，以及将所述外部模拟信号传输给所述模拟信号放大单元和所述主控单元。


3.如权利要求2所述的信号采集和输出电路，其特征在于，所述模拟信号采集单元包括：第一电阻、第二电阻及第三电阻；
所述第一电阻的第一端与第一电源端连接，所述第一电阻的第二端经过所述第三电阻与所述无源传感器的第一端连接；所述第二电阻的第一端与所述第一电源端连接，所述第二电阻的第二端与所述无源传感器的第二端连接；
所述第一电阻和所述第三电阻的连接点为所述模拟信号采集单元的第一输出端，所述第二电阻和所述无源传感器的连接点为所述模拟信号采集单元的第二输出端，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海楠，董晨，李晓越，高炜贺，曾昭博，李恒永，胡秉谊，
申请(专利权)人：衡水益通管业股份有限公司，北京交通大学，
类型：新型
国别省市：河北;13