一种通用数字量信号调理的实现方法技术

本发明专利技术涉及一种通用数字信号调理的实现方法，对于通用信号中的输出信号调理，采用双向光控隔离ＭＯＳ继电器，对于外部信号的流向构成双向通道；对于多电压信号的接入，采用多选一跳线块实现多电压接入调理；对于多形式负载采用单点双向大电流通道解决单点信号的调理；采用双点差分形式输出解决差分信号的调理。对于通用信号中的输入信号调理，采用串接双向光耦，并通过外接多选一跳线块连接不同阻值电阻的组构方法实现单点信号不同电压、不同电流方向的输入信号调理；采用串接二极管和双向光耦并通过两个连续通道关联的组构方法，实现双点输入信号的调理。本发明专利技术采用的元器件简单，材料成本低，体积小，操作简单，适应面广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机应用
，具体涉及一种通用数字量I/O信号调理的实现方法。
技术介绍
多年以来，I/O信号的通用化调理一直困扰着仿真测试系统的设计师们，在实现方法上目前国内外平台所提供的都比较复杂，且体积庞大。另外这些方法都很难达到通用化调理的目的，对于多电压、多流向、多形式负载的信号驱动和多电压、多流向、多形式信源信号的接收不能在一套设计中同时完成。而是采用重新焊接连线，并临时设计新的电路板来实现，这是费时费力又不经济的做法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种实现通用数字量I/O信号的调理方法，该方法采用多电压、多流向、多形式负载的驱动和多电压、多流向、多形式信源信号的接收电路，使用户不必再重新焊接连线，不必再临时设计新的电路板，简单、快捷、经济。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案一种实现通用数字量I/O信号的调理方法，其特征在于，该方法对于通用信号中的输出信号采用双向光控MOS继电器，对于外部信号的流向构成双向通道；对于多电压信号的接入，采用多选一跳线块实现多电压接入调理；对于多形式负载采用单点双向大电流通道解决单点信号的调理，采用双点差分形式输出解决差分信号的调理。对于通用信号中的输入信号采用串接双向光耦，并通过外接多选一跳线块连接不同阻值电阻的外围组构方法实现单点信号不同电压、不同电流方向的输入信号调理；采用串接单向光耦并通过两个连续通道关联的外围组构方法，实现双点(差分信号)输入信号的调理。本专利技术充分利用了双向光控继电器以及外围电路组构技术，解决了I/O信号调理中的多电压、多流向、多形式负载的驱动和多电压、多流向、多形式信源信号接收的双向全面调理问题。实现了通用化、小型化、可视化、简捷化的调理。本专利技术实现输出信号通用调理的方法，采用简单的元器件，实现了数字量输出信号的隔离和多电压、多形式、多负载类型的调理；而且其材料成本低，体积小，操作简单，适应面广。本专利技术实现输入信号通用调理的方法，采用简单的元器件，实现了数字量输入信号的隔离和多电压、多形式、多信源种类的调理；而且其材料成本低，体积小，操作简单，适应面广。附图说明图1是本专利技术中数字输出信号通用调理电路的结构框图。图2是本专利技术中数字输入信号通用调理电路的结构框图。图3是本专利技术中数字输出信号通用调理一个具体的实施例的电路图。图4是本专利技术中数字输入信号通用调理一个具体的实施例的电路图。以下结合附图和专利技术人给出的实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施例方式一、实现数字输出信号通用调理的方法包括下列步骤1.电路结构其电路框图如图1所示。根据对各种类型数字量输出信号的分析，结合器件技术的发展，本专利技术的数字量输出信号调理电路由以下几部分构成在调理板上设置双向光控隔离MOS继电器，通过双向光控隔离MOS继电器对从控制系统来的输出信号与调理电路的输出信号进行隔离，该双向光控隔离MOS继电器的正输入端(+)上连接有上挂在输入信号5V电源上的电阻R1，该双向光控隔离MOS继电器的负输入端(-)连接到来自控制系统输出的TTL信号；该双向光控隔离MOS继电器的一个输出端连接到多选一跳线块每一个跳线的一端，多选一跳线块的另一端分别连接到4个不同的电压源V1、V2、V3、V4和DGND地线上，图中括号内的电压值是它们可能的选择之一；双向光控隔离MOS继电器的另一个输出端连接到5V上的单跳线和信号输出接口端上，5V上的单跳线的另一端通过一个电阻R2连接到输出5V电压源上，信号输出接口端将与目标系统的信号输入端相连。2.参数计算首先确定系统中所涉及的电压种类，V1、V2、V3、V4为四种不同的电源电压，DGND是它们的统一地线。然后根据所选取的光控隔离MOS继电器参数计算电阻R1的取值，根据差分信号的驱动要求(一般为5毫安～10毫安)计算电阻R2的取值。R1视双向光控隔离MOS继电器的具体型号和参数计算确定。一般取几百欧姆～1K欧姆之间。R1的计算公式如下R1=(5V-VFTypical)/IFRecommend]]>其中VFTypical为光控隔离MOS继电器输入端LED导通时的典型压降；IFRecommend为光控隔离MOS继电器输入端LED的厂家推荐电流；R2是为双点差分信号设置的，一般取1K欧姆左右为宜。当差分信号要求的输出电流为I时，R2的计算公式如下R2＝5V/I3.数字输出信号通用调理方法和实现原理当第i通道数字输出量为单点信号时，R2电阻下的跳线应为断开状态，对于要求外部供给电流的负载，根据所需要的电压幅度，把多选一跳线块中与该电压对应的跳线连通；其它跳线都处于断开状态，当光控隔离MOS继电器处于导通状态时，其输出点便是接近所需要的电源电压信号，等于和对应的电源接通，由于是双向MOS继电器，这时可通过MOS继电器向目标供出电流，且输出电流视负载的需要可达几百毫安以上，有的光控隔离MOS继电器还可达1A以上；当光控隔离MOS继电器处于截止状态时，其输出点便处于悬空状态，等于和对应的电源断开，不能对外供出电流。对于要求外部吸入电流的负载，把多选一跳线块中与地线(DGND)对应的跳线连通，其它跳线都处于断开状态，当光控隔离MOS继电器处于导通状态时，其输出点便是接近地电压的信号，等于和地接通，由于是双向MOS继电器，这时可通过双向MOS继电器吸收目标的电流流入地线；当光控隔离MOS继电器处于截止状态时，其输出点便处于悬空状态，等于和地线断开，不能吸收外部电流。当需要输出差分信号时，第i通道数字输出量为双点信号(差分)的正信号，这时把R2电阻下的单跳线跳通，而把跳线块中与地跳接的跳线接通，其它跳线都处于断开状态即可；当第i通道光控隔离MOS继电器处于导通状态时，其输出点便是接近地电压的信号，等于和地接通，这时可吸收目标的电流流入地线；当光控隔离MOS继电器处于截止状态时，其输出点便通过电阻R2连接到5V电源上，等于有电压上拉，其输出点可通过R2对外供出一定的电流。而对应的负信号是第(i+1)通道，跳线接法与第i通道完全相同，工作原理也与第i通道完全相同。用软件控制第i通道和第(i+1)通道为相反的两个信号即形成需要的差分输出信号对。4.输出信号通用调理的特点本专利技术实现输出信号通用调理的方法，采用简单的元器件，实现了数字量输出信号的隔离和多电压、多形式、多负载类型的调理；而且其材料成本低，体积小，操作简单，适应面广。本专利技术采取上述输出信号通用调理方法已用于某仿真测试设备中，经使用证明该方法可进行多种类型的数字量输出信号调理，简单实用。按照本专利技术的上述输出信号通用调理方法，申请人给出一个具体实施例，如图3所示，整个电路给出了32个通道的数字量输出信号的4个电压源的通用调理。其中QV为备用电压源，电压可根据需要确定。电路包括光控隔离MOS继电器AQV202共32个，光控隔离MOS继电器AQV202的输入LED上吊电阻排510Ω×8共4个，差分输出用的5V上吊1KΩ电阻共32个，单跳线共32个，五选一跳线块共32个，输入引线插座JDO和输出引线插座JFDO各一个，电源引线插座共4个。该电路的基本原理如下图中的JDO、JFDO是两个信号引线插座，JDO把来自控制系统的输出信号(TTL电平)引入本调理模块；JFDO把本调理模块调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用信号调理的实现方法，其特征在于，该方法对于通用信号中的输出信号采用双向光控ＭＯＳ继电器，对于外部信号的流向构成双向通道；对于多电压信号的接入，采用多选一跳线块实现多电压接入调理；对于多形式负载采用单点双向大电流通道解决单点信号的调理，采用双点差分形式输出解决差分信号的调理；对于通用信号中的输入信号采用串接二极管和双向光耦，并通过外接多选一跳线块连接不同阻值电阻的外围组构方法实现单点信号不同电压、不同电流方向的输入信号调理和显示；采用串接二极管和双向光耦并通过两 个连续通道关联的外围组构方法，实现双点输入信号的调理。

【技术特征摘要】
1.一种通用信号调理的实现方法，其特征在于，该方法对于通用信号中的输出信号采用双向光控MOS继电器，对于外部信号的流向构成双向通道；对于多电压信号的接入，采用多选一跳线块实现多电压接入调理；对于多形式负载采用单点双向大电流通道解决单点信号的调理，采用双点差分形式输出解决差分信号的调理；对于通用信号中的输入信号采用串接二极管和双向光耦，并通过外接多选一跳线块连接不同阻值电阻的外围组构方法实现单点信号不同电压、不同电流方向的输入信号调理和显示；采用串接二极管和双向光耦并通过两个连续通道关联的外围组构方法，实现双点输入信号的调理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的通用输出信号的调理方法按以下步骤进行第一，确定数字量输出信号调理电路结构在调理板上设置双向光控隔离MOS继电器，通过双向光控隔离MOS继电器对从控制系统来的输出信号与调理电路的输出信号进行隔离，该双向光控隔离MOS继电器的正输入端上连接有上挂在输入信号5V电源上的电阻R1，该双向光控隔离MOS继电器的负输入端连接到来自控制系统输出的TTL信号；该双向光控隔离MOS继电器的一个输出端连接到一个多选一跳线块的每一个跳线的一端，多选一跳线块的另一端分别连接4个不同的电压源V1、V2、V3、V4和地线，电压源V1还通过一个电阻R2连接一个单跳线的一端，双向光控隔离MOS继电器的另一个输出端连接单跳线的一端，双向光控隔离MOS继电器的另一个输出端同时还与目标系统的信号输入端相连；第二，确定参数R1和R2根据系统中所涉及的电压种类，V1、V2、V3、V4为四种不同的电源电压，然后根据所选取的光控隔离MOS继电器参数计算电阻R1的取值，根据差分信号的驱动要求计算电阻R2的取值；电阻R1视双向光控隔离MOS继电器的具体型号和参数计算确定，取几百欧姆～1K欧姆之间；R1的计算公式如下R1＝(5V-VFTypical)/IFRecommend其中VFTypical为光控隔离MOS继电器输入端LED导通时的典型压降；IFRecommend为光控隔离MOS继电器输入端LED的厂家推荐电流；电阻R2是为双点差分信号设置的，当差分信号要求的输出电流为I时，R2的计算公式如下R2＝5V/I第三，确定电路调理方法和工作原理当第i通道数字输出量为单点信号时，R2电阻下的跳线应为断开状态，对于要求外部供给电流的负载，根据所需要的电压幅度，把多选一跳线块中与该电压对应的跳线连通；其它跳线都处于断开状态，当光控隔离MOS继电器处于导通状态时，其输出点便是接近所需要的电源电压信号，等于和对应的电源接通，由于是双向MOS继电器，这时可通过MOS继电器向目标供出电流，且输出电流视负载的需要为几百毫安～1A以上；当光控隔离MOS继电器处于截止状态时，其输出点便处于悬空状态，等于和对应的电源断开，不能对外供出电流，从而实现了两种不同状态的输出；对于要求外部吸入电流的负载，把多选一跳线块中与地线对应的跳线连通，其它跳线都处于断开状态，当光控隔离MOS继电器处于导通状态时，其输出点便是接近地电压的信号，等于和地接通，由于是双向MOS继电器，这时可通过双向MOS继电器吸收目标的电流流入地线；当光控隔离MOS继电器处于截止状态时，其输出点便处于悬空状态，等于和地线断开，不能吸收外部电流，从而实现了两种不同状态的输出；当需要输出差分信号时，第i通道数字输出量为双点信号的正信号，这时把R2电阻下的单跳线跳通，而把多电压跳线块中与地线(DGND)的跳线跳通，其它跳线都处于断开状态；当第i通道光控隔离MOS继电器处于导通状态时，其输出点便是接近地电压的信号，等于和地线接通，这时可吸收目标的电流流入地线；当光控隔离MOS继电器处于截止状态时，其输出点便通过电阻R2连接到V1电源上，等于有电压上拉，其输出点通过R2可对外供出一定的电流；这时，差分信号对应的负信号是第i+1通道，多选一跳线块的跳法与第i通道完全相同，工作原理也与第i通道完全相同；用软件控制第i通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军一，
申请(专利权)人：中国航天时代电子公司第七七一研究所，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]