一种高度整合的信号输入输出隔离模块及信号采集器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高度整合的信号输入输出隔离模块，采用变压器隔离方式将输入端、输出端、处理端的电源隔离；所述输入端包括依次电性连接的信号采集模块、输入保护电路、ADC模块，所述输出端包括依次电性连接的DAC模块、输出保护电路，所述处理端包括电性连接的CPU处理模块、通信转换模块，所述ADC模块通过输入隔离耦合模块与CPU处理模块电性连接，所述DAC模块通过输出隔离耦合模块与CPU处理模块电性连接。通过上述方式，本实用新型专利技术具有信号传递失真小、抗干扰强、隔离保护完善、可扩展性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高度整合的信号输入输出隔离模块及信号采集器
本技术涉及信号隔离模块领域，特别是涉及一种高度整合的信号输入输出隔离模块及信号采集器。
技术介绍
信号隔离保护主要是为了防止采样信号损毁后端电路，而采取隔离的方式进行信号传递，依次保障接收端的安全。现有的信号隔离保护方式单一、输出方式单一、安全性差，因此具有适用范围小、保护不足易损坏等缺陷。为此，需要研发一种保护性能好、适用范围广的隔离模块。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种高度整合的信号输入输出隔离模块及信号采集器。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种高度整合的信号输入输出隔离模块，采用变压器隔离方式将输入端、输出端、处理端的电源隔离；所述输入端包括依次电性连接的信号采集模块、输入保护电路、ADC模块，所述输出端包括依次电性连接的DAC模块、输出保护电路，所述处理端包括电性连接的CPU处理模块、通信转换模块，所述ADC模块通过输入隔离耦合模块与CPU处理模块电性连接，所述DAC模块通过输出隔离耦合模块与CPU处理模块电性连接。在本技术一个较佳实施例中，所述ADC模块采用型号为MPC3221的模数转换器，所述DAC模块采用型号为DAC7512的数模转换器。在本技术一个较佳实施例中，所述输入隔离耦合模块采用一个型号为ADuM1201的双通道数字隔离器，所述输出隔离耦合模块采用两个型号为ADuM1200的双通道数字隔离器。在本技术一个较佳实施例中，所述CPU处理模块采用型号为STC8A8K64S4A12的单片机。在本技术一个较佳实施例中，所述通信转换模块采用型号为ISO3082的通信转换器。在本技术一个较佳实施例中，所述输入保护电路包括第一TVS管、第一电容、第三电阻、第一二极管、第二二极管和第一电压跟随器，所述第一TVS管与所述第一电容并联，所述第三电阻、第一二极管的负端、第二二极管的正端分别与所述第一电压跟随器的同相端连接，所述第一二极管的正端、第二二极管负端与所述第一电压跟随器的反相端连接。在本技术一个较佳实施例中，所述输出保护电路包括第四电阻、第二电压跟随器、第二TVS管，所述第四电阻与第二电压跟随器的同相端连接，所述第二TVS管与所述第二电压跟随器的输出端连接。本技术采用的另一个技术方案是：提供一种信号采集器，具有高度整合的信号输入输出隔离模块。本技术的有益效果是：本技术信号输入输出隔离模块具有信号传递失真小、抗干扰强、隔离保护完善、可扩展性等优点，信号可模拟输出，也可以通过通信转换模块与PLC或工控机直接通信连接。附图说明图1是本技术信号输入输出隔离模块的原理图；图2是本技术信号输入输出隔离模块的电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参考图1，本技术包括：一种高度整合的信号输入输出隔离模块，供电系统采用隔离变压器3，将输入端1、输出端2、处理端4的电源隔离；所述输入端1包括依次电性连接的信号采集模块5、输入保护电路6、ADC模块7，所述输出端2包括依次电性连接的DAC模块13、输出保护电路14，所述处理端4包括电性连接的CPU处理模块9、通信转换模块10，所述ADC模块7通过输入隔离耦合模块8与CPU处理模块9电性连接，所述DAC模块13通过输出隔离耦合模块12与CPU处理模块9电性连接；具体方式为：由信号采集模块5取样获取电压信号，经过输入保护电路6后，传输至ADC模块7，将电压信号转换成数字信号，通过输入隔离耦合模块8后传输给CPU处理模块9进行处理；CPU处理模块运算处理后，一方面将数字信号通过输出隔离耦合模块12，传输至给DAC模块，将数字信号再转换成电压信号，通过输出保护电路14后输出；另一方面可传输至通信转换模块10，转换成232、485、DP等数字通信方式输出，可以根据实际需要，选择对应的通信模块获取采样信息。参考图2，本实施例中，所述ADC模块7采用型号为MPC3221的模数转换器，所述DAC模块13采用型号为DAC7512的数模转换器；所述输入隔离耦合模块8采用一个型号为ADuM1201的双通道数字隔离器，所述输出隔离耦合模块12采用两个型号为ADuM1200的双通道数字隔离器；所述CPU处理模块9采用型号为STC8A8K64S4A12的单片机；所述通信转换模块10采用型号为ISO3082的通信转换器；其中，所述MPC3221的模数转换器的3脚、2脚与输入保护电路6连接，MPC3221的模数转换器的5脚与ADuM1201的双通道数字隔离器的2脚连接，MPC3221的模数转换器的4脚与ADuM1201的双通道数字隔离器的3脚连接，ADuM1201的双通道数字隔离器的7脚与STC8A8K64S4A12的单片机的45脚连接，ADuM1201的双通道数字隔离器的6脚与STC8A8K64S4A12的单片机的46脚连接，STC8A8K64S4A12的单片机的22脚、23脚分别与其中一个ADuM1200的双通道数字隔离器的2脚、3脚连接，该ADuM1200的双通道数字隔离器的7脚、6脚分别与DAC7512的数模转换器的4脚、5脚连接，STC8A8K64S4A12的单片机的24脚与另一个ADuM1200的双通道数字隔离器的2脚连接，该ADuM1200的双通道数字隔离器的7脚与DAC7512的数模转换器的6脚连接，DAC7512的数模转换器的1脚、2脚与输出保护电路14连接；所述ISO3082的通信转换器的3脚、4脚与STC8A8K64S4A12的单片机的25脚连接。具体地，所述输入保护电路6包括第一TVS管T1、第一电容C1、第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2和第一电压跟随器，所述第一TVS管T1的一端、第一电容C1的一端、第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端、第一二极管D1的负端、第二二极管D2的正端与第一电压跟随器的同相端连接，第一二极管D1的正端、第二二极管D2的负端与第一电压跟随器的反相端连接，第一电压跟随器的输出端与MPC3221的模数转换器的3脚连接，第一TVS管T1的另一端、第一电容C1的另一端与MPC3221的模数转换器的2脚连接；所述输出保护电路14包括第四电阻R4、第二电压跟随器、第二TVS管T2，所述第四电阻R4的一端与DAC7512的数模转换器的1脚连接，第四电阻R4的另一端与第二电压跟随器的同相端连接，所述第二TVS管T2的一端与所述第二电压跟随器的输出端连接，第二TVS管T2的另一端与DAC7512的数模转换器的2脚连接。本技术信号输入输出隔离模块可运用于信号采集器中，从而能够获得一种信号传递失真小、抗干扰性强的信号采集器。综上所述，本技术本技术信号输入输出隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高度整合的信号输入输出隔离模块，供电系统采用变压器隔离方式将输入端(1)、输出端(2)、处理端(4)的电源隔离；其特征在于，所述输入端(1)包括依次电性连接的信号采集模块(5)、输入保护电路(6)、ADC模块(7)，所述输出端(2)包括依次电性连接的DAC模块(13)、输出保护电路(14)，所述处理端(4)包括电性连接的CPU处理模块(9)、通信转换模块(10)，所述ADC模块(7)通过输入隔离耦合模块(8)与CPU处理模块(9)电性连接，所述DAC模块(13)通过输出隔离耦合模块(12)与CPU处理模块(9)电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高度整合的信号输入输出隔离模块，供电系统采用变压器隔离方式将输入端(1)、输出端(2)、处理端(4)的电源隔离；其特征在于，所述输入端(1)包括依次电性连接的信号采集模块(5)、输入保护电路(6)、ADC模块(7)，所述输出端(2)包括依次电性连接的DAC模块(13)、输出保护电路(14)，所述处理端(4)包括电性连接的CPU处理模块(9)、通信转换模块(10)，所述ADC模块(7)通过输入隔离耦合模块(8)与CPU处理模块(9)电性连接，所述DAC模块(13)通过输出隔离耦合模块(12)与CPU处理模块(9)电性连接。


2.根据权利要求1所述的高度整合的信号输入输出隔离模块，其特征在于，所述ADC模块(7)采用型号为MPC3221的模数转换器，所述DAC模块(13)采用型号为DAC7512的数模转换器。


3.根据权利要求1所述的高度整合的信号输入输出隔离模块，其特征在于，所述输入隔离耦合模块(8)采用一个型号为ADuM1201的双通道数字隔离器，所述输出隔离耦合模块(12)采用两个型号为ADuM1200的双通道数字隔离器。


4.根据权利要求1所述的高度整合的信号输入输出隔离模块，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆洁平，肖珺，许森飞，
申请(专利权)人：中广核达胜加速器技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32