多模式I/O信号电路制造技术

一种Ｉ／Ｏ信号电路（２５０）具有通过该电路（２５０）的单独一个通路，它能够被配置以工作在多种模式的一种模式下。Ｉ／Ｏ信号电路的第一电路（２５１）调整从电源到地流动的电流。第二电路（２５２）调整在正电位端和负电位端之间经过辅助处理装置的电压。处理器确定该电路要工作的合适模式，然后产生信号去调整第一和第二电路以配置该电路。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Multi mode I/O signal circuit

A I / O signal circuit (250) has a single path through the circuit (250) which can be configured to operate in a mode of multiple modes. The first circuit (251) of the I / O signal circuit adjusts the current flowing from the power supply to the ground. The second circuit (252) adjusts the voltage between the positive and negative terminals. The processor determines an appropriate mode of the circuit to work, and then generates a signal to adjust the first and second circuits to configure the circuit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来在第一和第二设备之间提供I/O信号的电路。更具体地说，本专利技术涉及一种电路，它可以被配置成利用经过该电路的一条通路而工作在多种模式中的一种模式下。进一步具体地说，本专利技术涉及Coriolis质量流量计中计量器电子电路的一种I/O电路，它能使计量器电子电路中为了支持在不同模式下工作的不同辅助装置而需要的端子数减到最少。问题如在1985年1月1日授予J.E.Smith等人的美国专利4,491,025号和在1982年2月11日授予J.E.Smith的Re.31,450所揭示的，人们已经知道利用Coriolis效应质量流量计来检测流经管道中的物质的质量流量和其它信息。这些流量计具有一个或多个弯曲形状的流管。Coriolis质量流量计中每个流管的形状具有一组固有振动模式，它可以是简单的弯曲、扭转、径向、或耦合的类型。每个流管被驱动而振荡在这些固有模式中的一种模式的谐振态下。这种振动的、充填着物质的系统的固有振动模式部分地是由流管和在流管之内的物质的组合质量所确定的。物质从连接在流量计入口侧的管道流进流量计。然后物质被导向流经一个或多个流管，并经连接在出口侧的管道而流出流量计。驱动器对流管施加一个力。这个力使得流管振荡。当没有物质流经流量计时，沿着流管的所有各点都以相同的相位振荡。随着物质开始流经流管，Coriolis加速使得沿着流管的每个点相对于沿着流管的其余各点有一个不同的相位。在流管的入口端的相位滞后于驱动器，而输出端的相位超前于驱动器。在流管的两个不同点上放置敏感元件以产生代表在这两个点上的流管运动的正弦信号。按单位时间计算从敏感元件收到的两个信号的相位差。两个敏感元件信号之间的相位差和流经一个或多个流管的物质的质量流动速率成正比。物质的质量流动速率由相位差乘以流量标定系数来确定。这个流量标定系数由物质的性质和流管的截面性质所确定。包括处理器和所连接的存储器在内的计量器电子电路接收敏感元件的信号并执行指令以确定流经流管的物质的质量流动速率和其它属性。计量器电子电路还能够利用这些信号来监测该Coriolis流量计部件的属性。计量器电子电路然后就能将这些信息发送给辅助处理装置。计量器电子电路也可能为了修改流量计的工作而从辅助装置中接收信号。对于本讨论而言，辅助处理装置是任何能够从计量器电子电路接收信号和/或向计量器电子电路发送信号的系统。辅助装置的实际功能和工作并不包括在本专利技术的范围之内。具体在Coriolis流量计领域内且一般地在其它领域内有这样一个问题，即接到电子电路的辅助处理装置可以是不同类型的。每一种不同类型的辅助处理装置可以以若干不同模式中的一种模式通信。不同模式的几个例子包括但不局限于数字信号、4-20毫安模拟信号、有源离散信号、无源离散信号、有源频率信号、和无源频率信号。对于由计量器电子电路或在其它领域中由其它电子装置支持的每种模式而言，电子电路至少必须有一个端子而一般是有两个端子去连接到支持该模式所需的电路上。对于每种由电子电路支持的模式都需要独立的电路，这是一个问题。如果电子电路要能够适合于提供不同模式下的信号去支持不同的模式，那么对于该电子电路支持的每一种模式都必须增加一个附加的电路。每一个附加的电路都要增加电子电路的材料费用和组装费用。进一步说，除非对特定模式增加特定电路，否则该特定模式不能够由计量器电子电路所支持。一般地在输入/输出(I/O)信号技术中以及具体地在Criolis流量计技术中存在对这样的系统的需要，即它能减少I/O电路中的电路数量而同时使由电路所支持的模式数量为最大。解决方案通过提供一个这样的I/O信号电路就可以解决上述及其它问题并将本技术推向前进，该电路能够工作在多种模式下同时使用通过该电路的单独一条通路来向辅助装置发送和/或从辅助装置接收信号。这将允许装置中的每个I/O电路工作在多种模式中的任何一种模式下，它减少了在第一和第二装置之间提供I/O信号所需要的电路数。一个I/O信号电路能够工作在多种模式下而只利用通过该电路的单独一个通路，它是按下列方式工作的。在正向输出端上连接一个电源。一个可变阻抗的器件(例如一个晶体管)连接在正端和负端之间的电路中。第二个可变阻抗器件将负端连接到一个固定电阻。然后固定电阻连接到地。第一可变阻抗器件可以断开或闭合以接通在I/O电路内部的正端和负端之间的电路从而控制正端和负端之间的电压。第二可变阻抗器件控制从电源到地的电流的流动。这两个可变阻抗的器件被以下列方式进行控制以便配置该I/O信号电路去工作在特定的模式下。一个控制器执行那些确定要以何种模式发送信号的指令并产生配置某一电路的信号。控制器产生第一信号，后者被加到第一可变阻抗器件。第一信号使第一可变阻抗器件接通或断开一个电路，而这又控制从正端经过辅助装置流到负端的电流。在优选实施例中，第一信号是一个数字信号，它使一个P沟道MOSFET晶体管断开或闭合。第二信号也由该控制器产生。第二信号加到第二可变阻抗器件。第二信号使得第二可变阻抗器件改变流经第二可变阻抗器件到地的电流的量。随着电流流到地，连接到第二可变阻抗器件的电阻产生一个电压，这个电压加到一个运算放大器(Op-Amp)上，并提供给模数(A-D)转换器使用。Op-Amp同时接收第二信号，这是一个模拟信号。Op-Amp产生一个控制电压，并把它加到第二可变阻抗器件去控制从电源流到电阻的电流。第一和第二信号由控制器改变以便按所需模式发送或接收信号，这将在下面提出。本专利技术是一个集成的I/O信号电路，它能够工作在多种模式中的一种模式下，它具有接收电力的电源接收电路、一个连接到负载的高电位端和一个连接到该负载的低电位端(254)。本专利技术的第一方面是通过该I/O信号电路，配置电路把上述的电源接收电路连接到高电位端以及低电位端以便通过上述配置电路的单独一个通路向高电位端和低电位端提供一个电流，其中的配置电路配置该单独的通路以便响应于配置电路接收一个输入来有多种模式中的一种模式提供电流。本专利技术的第二方面是该配置电路包括用于控制在电源接收电路和地之间电流流动的电流流动控制电路，和用于控制在高电位端和低电位端之间的电压的电压控制电路。本专利技术的另一方面是电流流动控制电路包括一个第一电阻和一个第一晶体管，后者连接到低电位端和第一电阻的一个输入端。本专利技术的另一方面是电流流动控制电路还包括靠近于第一电阻的输入端的敏感元件和一个运算放大器，后者从处理器接收一个模拟控制信号和从敏感元件接收一个电压，并产生一个控制电压加到第一晶体管的栅极上，用它来控制流经第一晶体管的电流。本专利技术的另一方面是电流流动控制电路还包括连接到敏感元件的第一监测通路。本专利技术的另一方面是电压控制电路包括一个连接在高电位端和低电位端之间的第二晶体管，它接收数字输入并在高电位端和低电位端之间建立一个电路通路。本专利技术的另一方面是电压控制电路还包括连接在电源接收电路和第二晶体管的栅极之间的第一偏置电阻用以偏置第二晶体管和正电源线(positive rail)。本专利技术的另一方面是电压控制电路还包括一个第二偏置电阻，它从处理器接收输入信号并有一个输出连接到第二晶体管的栅极。本专利技术的另一方面是其中的第二晶体管是源极到漏极的晶体管，且电源接收电路包括一个连接在第二晶体管的输出和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成的Ｉ／Ｏ信号电路（２５０），它能够工作在多种模式中的一种模式下，它具有一个接收电源的电源接收电路（３００），一个连接到负载的高电位端（２５３）和一个连接到负载的低电位端（２５４），所说的Ｉ／Ｏ信号电路包括： 配置电路（２５１－２５２），经过所说的Ｉ／Ｏ信号电路（２５０）把上述的电源接收电路连接到上述的高电位端（２５３）和上述的低电位端（２５４），以便在通过上述配置电路（２５２）的单独一个通路上向该高电位端（２５３）和该低电位端（２５４）提供一个电流，其中所说的配置电路配置该单独的通路以便响应于该配置电路接收到一个输入而为多种模式中的一种模式提供电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WM曼斯菲尔德，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]