一种用于复合频率信号测量的电路制造技术

本实用新型专利技术涉及频率信号测量技术领域，尤其涉及一种用于复合频率信号测量的电路，包括接近开关型检测电路、电压幅值频率信号输入检测电路、晶体管频率信号输入检测电路和MCU，接近开关频率信号通过接近开关型检测电路处理后转换成TTL电平信号输出给MCU；电压幅值频率信号通过电压幅值频率信号输入检测电路转换成频率方波信号输出给MCU；晶体管频率信号通过晶体管频率信号输入检测电路转换成TTL电平信号输出给MCU。本实用新型专利技术解决了因频率幅值不固定、多信号输入类型而导致的测量误差或无法测量等问题，频率信号通过不同的端口输入，无需跳线即可匹配不同的信号类型，提高了产品的通用性，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于复合频率信号测量的电路
本技术涉及频率信号测量
，尤其涉及一种用于复合频率信号测量的电路。
技术介绍
随着工业智能仪表技术的飞速发展，在不同的工业场合，频率输入种类更加丰富，如：现场NAMUR接近开关型频率信号、晶体管(NPN或PNP)型频率信号、电压幅值频率信号输入等。因不同类型的频率信号其驱动电压和工作原理不一样，NAMUR型频率信号标准驱动电压为8.2V，ON状态下，电流≥2.1mA，OFF状态下，电流≦1.2mA；晶体管型频率信号常用驱动电压为24V，采用OC门输出高低电平；电压幅值频率信号为有源频率信号，一般由传感器直接输出交流频率信号。单一的频率(常规电压幅值)检测方法已经不能满足实际需求，集中表现为电压幅值检测技术方案适用面较窄，而且单一开发成本较高。同时，目前的频率传感器信号检测容易受到现场尖峰脉冲干扰及传感器输出频率幅值的影响，通常的电路会依据现场的实际频率高、低电平范围定向设计。当传感器输出的频率幅值不在电路的设计范围之内时，将会导致检测电路测不准或测不到的问题。另外，多种类型的频率信号还需要不同的端口，甚至还需要跳线等，产品通用性差，开发成本高。
技术实现思路
本技术提供了一种用于复合频率信号测量的电路，自适应多种频率信号输入，通用性高，开发成本低。为了实现本技术的目的，所采用的技术方案是：一种用于复合频率信号测量的电路，包括接近开关型检测电路、电压幅值频率信号输入检测电路、晶体管频率信号输入检测电路和MCU，接近开关频率信号通过接近开关型检测电路处理后转换成TTL电平信号输出给MCU；电压幅值频率信号通过电压幅值频率信号输入检测电路转换成频率方波信号输出给MCU；晶体管频率信号通过晶体管频率信号输入检测电路转换成TTL电平信号输出给MCU；MCU用于测量频率信号的周期从而得出频率值。作为本技术的优化方案，接近开关型检测电路包括激励源、第一滤波电路、第一取样电路和第一比较电路，激励源用于为接近开关提供工作电源，接近开关频率信号经过第一滤波电路滤除其中的杂波后输出给第一取样电路，第一取样电路将滤除杂波的接近开关频率信号的幅值固定后输出给第一比较电路，第一比较电路用于将第一取样电路输出的信号转换成TTL电平信号输出给MCU。作为本技术的优化方案，第一滤波电路为第一电容C1，第一取样电路为第一电阻R1，第一比较电路为第一比较器U1，接近开关频率信号经过第一电容C1滤除干扰信号，第一电阻R1将滤除干扰信号后的接近开关频率信号的幅值固定后输出给第一比较器U1的输入端进行处理后输出TTL电平信号。作为本技术的优化方案，第一取样电路和第一比较电路之间设置有第二滤波电路。作为本技术的优化方案，电压幅值频率信号输入检测电路包括端口保护电路、隔直电路、限幅电路、第二比较电路和整形电路，电压幅值频率信号经过端口保护电路保护后经过隔直电路去除直流分量，从隔直电路输出的信号再经过限幅电路钳位幅值电压，从限幅电路输出的信号经过第二比较电路将电压频率信号转换成TTL电平频率信号，最后经过整形电路转换成频率方波信号输出给MCU。作为本技术的优化方案，端口保护电路包括第四电阻R4和第五电阻R5，隔直电路包括第四电容C4，限幅电路为第六电阻R6，第二比较电路为第二比较器U2，输入的电压幅值频率信号依次经过第四电阻R4和第五电阻R5限流后输入第四电容C4，第四电容C4对输入的信号去除直流分量后输出给第六电阻R6钳位幅值电压，从第六电阻R6输出的电压经过第二比较器U2将电压频率信号转换成TTL电平频率信号。作为本技术的优化方案，限幅电路和第二比较电路之间设置有第三滤波电路。作为本技术的优化方案，晶体管频率信号输入检测电路包括电压驱动电路、第三取样电路、PNP型比较电路和NPN型比较电路，电压驱动电路用于为晶体管提供工作电源，晶体管频率信号经第三取样电路后进入PNP型比较电路或NPN型比较电路。作为本技术的优化方案，第三取样电路为第八电阻R8，PNP型比较电路为第三比较器U3，NPN型比较电路为第四比较器U4，晶体管频率信号经第八电阻R8转换为电压，第三比较器U3或第四比较器U4将第八电阻R8转换后的电压与本身预制的电压进行比较，从而判断晶体管为NPN型或PNP型，并输出TTL电平信号。作为本技术的优化方案，第三取样电路和PNP型比较电路之间设置有第四滤波电路。本技术具有积极的效果：1)本技术支持多种频率信号输入检测，自适应多种不同的频率输入信号类型；2)本技术适合大多数频率测量工业场合，解决了因频率幅值不固定、多信号输入类型而导致的测量误差或无法测量等问题，频率信号通过不同的端口输入，无需跳线即可匹配不同的信号类型，实现一机多能的特点，减少了品种，提高了产品的通用性和减少了开发成本；3)本技术既可同时支持多种频率信号输入检测，在非同时多种频率信号输入时，还可以通过复用端子减少端子数量，进一步降低了开发成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术的整体结构框图；图2为接近开关型检测电路的结构框图；图3为增加滤波电路的接近开关型检测电路的结构框图；图4为接近开关型检测电路的电路原理图；图5为电压幅值频率信号输入检测电路的结构框图；图6为增加滤波电路的电压幅值频率信号输入检测电路的结构框图；图7为电压幅值频率信号输入检测电路的电路原理图；图8为晶体管频率信号输入检测电路的结构框图；图9为增加滤波电路的晶体管频率信号输入检测电路的结构框图；图10为晶体管频率信号输入检测电路的电路原理图。其中：1、接近开关型检测电路，2、电压幅值频率信号输入检测电路，3、晶体管频率信号输入检测电路，11、激励源，12、第一滤波电路，13、第一取样电路，14、第一比较电路，15、第二滤波电路，21、端口保护电路，22、隔直电路，23、限幅电路，24、第二比较电路，25、整形电路，26、第三滤波电路，31、电压驱动电路，32、第三取样电路，33、PNP型比较电路，34、NPN型比较电路，35、第四滤波电路。具体实施方式如图1所示，本技术公开了一种用于复合频率信号测量的电路，包括接近开关型检测电路1、电压幅值频率信号输入检测电路2、晶体管频率信号输入检测电路3和MCU，接近开关频率信号通过接近开关型检测电路1处理后转换成TTL电平信号输出给MCU；电压幅值频率信号通过电压幅值频率信号输入检测电路2转换成频率方波信号输出给MCU；晶体管频率信号通过晶体管频率信号输入检测电路3转换成TTL电平信号输出给MCU；其中，MCU用于测量频率信号的周期并根据f＝1/T计算得出频率值。接近开关型检测电路1、电压幅值频率信号输入检测电路2、晶体管频率信号输入检测电路3三个电路分别工作，互相不干扰，通过不同的输入端口即可匹配不同的频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于复合频率信号测量的电路，其特征在于：包括接近开关型检测电路(1)、电压幅值频率信号输入检测电路(2)、晶体管频率信号输入检测电路(3)和MCU，接近开关频率信号通过接近开关型检测电路(1)处理后转换成TTL电平信号输出给MCU；电压幅值频率信号通过电压幅值频率信号输入检测电路(2)转换成频率方波信号输出给MCU；晶体管频率信号通过晶体管频率信号输入检测电路(3)转换成TTL电平信号输出给MCU；所述的MCU用于测量频率信号的周期从而得出频率值。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于复合频率信号测量的电路，其特征在于：包括接近开关型检测电路(1)、电压幅值频率信号输入检测电路(2)、晶体管频率信号输入检测电路(3)和MCU，接近开关频率信号通过接近开关型检测电路(1)处理后转换成TTL电平信号输出给MCU；电压幅值频率信号通过电压幅值频率信号输入检测电路(2)转换成频率方波信号输出给MCU；晶体管频率信号通过晶体管频率信号输入检测电路(3)转换成TTL电平信号输出给MCU；所述的MCU用于测量频率信号的周期从而得出频率值。


2.根据权利要求1所述的一种用于复合频率信号测量的电路，其特征在于：所述的接近开关型检测电路(1)包括激励源(11)、第一滤波电路(12)、第一取样电路(13)和第一比较电路(14)，所述的激励源(11)用于为接近开关提供工作电源，接近开关频率信号经过第一滤波电路(12)滤除其中的杂波后输出给第一取样电路(13)，所述的第一取样电路(13)将滤除杂波的接近开关频率信号的幅值固定后输出给第一比较电路(14)，所述的第一比较电路(14)用于将第一取样电路(13)输出的信号转换成TTL电平信号输出给MCU。


3.根据权利要求2所述的一种用于复合频率信号测量的电路，其特征在于：所述的第一滤波电路(12)为第一电容C1，所述的第一取样电路(13)为第一电阻R1，所述的第一比较电路(14)为第一比较器U1，接近开关频率信号经过第一电容C1滤除干扰信号，第一电阻R1将滤除干扰信号后的接近开关频率信号的幅值固定后输出给第一比较器U1的输入端进行处理后输出TTL电平信号。


4.根据权利要求2或3所述的一种用于复合频率信号测量的电路，其特征在于：第一取样电路(13)和第一比较电路(14)之间设置有第二滤波电路(15)。


5.根据权利要求1所述的一种用于复合频率信号测量的电路，其特征在于：电压幅值频率信号输入检测电路(2)包括端口保护电路(21)、隔直电路(22)、限幅电路(23)、第二比较电路(24)和整形电路(25)，电压幅值频率信号经过端口保护电路(21)保护后经过隔直电路(22)去除直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，李金祥，王林，
申请(专利权)人：南京优倍电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32