声道切换电路及多声道超声流量计制造技术

本申请提供一种声道切换电路及多声道超声流量计，包括：双路SPDT模拟开关；其中，双路SPDT模拟开关具有多组输出端，每组输出端对应连接多声道超声流量计的一组超声换能器；双路SPDT模拟开关具有输入端，该输入端与换能器激励模块的输出端连接；主控模块与双路SPDT模拟开关的使能端以及双路SPDT模拟开关的控制端连接，用于控制双路SPDT模拟开关的使能状态，以及控制双路SPDT模拟开关在工作状态下输入端与输出端之间的选择连接。本申请采用了低功耗低导通电阻的双路SPDT模拟开关，同时采用主控模块控制该模拟开关的使能状态以及对超声换能器的选择连通，降低了声道切换以及激励信号在模拟开关上传递的工作功耗。号在模拟开关上传递的工作功耗。号在模拟开关上传递的工作功耗。

【技术实现步骤摘要】
声道切换电路及多声道超声流量计


[0001]本申请涉及测试领域，尤其涉及一种声道切换电路及多声道超声流量计。

技术介绍

[0002]超声波流量计广泛应用于民用和工业测量中，包括单声道超声流量计和双声道、四声道等多声道超声流量计。单声道流量计即只驱动一对超声换能器，双声道流量计即需要驱动两对超声换能器，四声道流量计即需驱动四对超声换能器。
[0003]超声流量计在驱动超声换能器的过程中，需要对每一对超声换能器进行依次轮流激励驱动，所以需要将每一对超声换能器依次与超声换能器驱动信号连接，每次驱动过程需完成计量数据的接收和处理。目前的声道切换方案主要是采用模拟开关来实现声道之间的自由切换，并直接通过主控处理器的I/O口电平进行模拟开关的使能信号和逻辑信号的控制。
[0004]然而，由于要求模拟开关工作压力必须大于等于驱动超声换能器的激励信号的电压值，上述声道切换方案中主控处理器的I/O口电平直接控制使能信号和逻辑信号，会使模拟开关产生较大的功耗。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种声道切换电路及多声道超声流量计，用以降低功耗。
[0006]一方面，本申请提供了一种声道切换电路，应用于多声道超声流量计，包括：双路SPDT模拟开关；其中，双路SPDT模拟开关具有多组输出端，每组输出端对应连接多声道超声流量计的一组超声换能器；双路SPDT模拟开关具有输入端，该输入端与换能器激励模块的输出端连接；主控模块与双路SPDT模拟开关的使能端以及双路 SPDT模拟开关的控制端连接，用于控制双路SPDT模拟开关的使能状态，以及控制双路SPDT模拟开关在工作状态下输入端与输出端之间的选择连接。
[0007]本申请采用了低功耗低导通电阻的双路SPDT模拟开关，同时采用主控模块控制该模拟开关的使能状态以及对超声换能器的选择连通，降低了声道切换以及激励信号在模拟开关上传递的工作功耗。
[0008]在一种可行的方式中，声道切换电路还包括：设置在主控模块与双路SPDT模拟开关的使能端之间的使能驱动模块；使能驱动模块的输入端与主控模块连接，输出端与双路SPDT模拟开关的使能端连接，用于对主控模块输出的使能信号进行驱动后输出给双路SPDT模拟开关的使能端；其中，使能信号用于控制双路SPDT模拟开关的使能状态。
[0009]以上主控模块通过使能驱动模块控制双路SPDT模拟开关使能状态，有效地解决了主控处理器的I/O直接控制所带来的异常功耗问题，并通过选取合适的电阻值来尽可能地降低工作功耗。
[0010]在一种可行的方式中，使能驱动模块包括：第一NMOS晶体管；其中，第一NMOS 晶体管的源极与双路SPDT模拟开关的使能端连接并接地；第一NMOS晶体管的漏极与工作电源连
接；第一NMOS晶体管的栅极连接主控模块输出的使能信号。
[0011]以上采用单个NMOS管，实现使能驱动模块对模拟开关使能状态的控制，NMOS 管导通时自身阻值极小，可看作导线，功耗可忽略。
[0012]进一步地，使能驱动模块还包括：第一限流电阻和第一接地电阻；第一限流电阻设置在使能信号和第一NMOS晶体管的栅极之间，第一限流电阻的第一端连接使能信号，第一限流电阻的第二端连接第一NMOS晶体管的栅极；第一接地电阻设置在第一 NMOS晶体管的源极和地之间，第一接地电阻的第一端连接第一NMOS晶体管的源极，第一接地电阻的第二端接地。
[0013]上述限流电阻以及接地电阻起到保护NMOS管的作用。
[0014]在一种可行的方式中，声道切换电路还包括：设置在主控模块与双路SPDT模拟开关的控制端之间的控制驱动模块；控制驱动模块的输入端与主控模块连接，输出端与双路SPDT模拟开关的控制端连接，用于对主控模块输出的控制信号进行驱动后输出给双路SPDT模拟开关的控制端；其中，控制信号用于控制SPDT模拟开关在工作状态下输入端与输出端之间的选择连接。
[0015]以上主控模块通过控制驱动模块控制双路SPDT模拟开关对声道的选通，有效地解决了主控处理器的I/O直接控制所带来的异常功耗问题，并通过选取合适的电阻值来尽可能地降低工作功耗。
[0016]在一种可行的方式中，控制驱动模块包括：第二NMOS晶体管；其中，第二NMOS 晶体管的源极与双路SPDT模拟开关的控制端连接并接地；第二NMOS晶体管的漏极与工作电源连接；第二NMOS晶体管的栅极连接主控模块输出的控制信号。
[0017]以上采用单个NMOS管，实现控制驱动模块对模拟开关选择连接声道的控制， NMOS管导通时自身阻值极小，可看作导线，功耗可忽略。
[0018]进一步地，控制驱动模块还包括：第二限流电阻和第二接地电阻；第二限流电阻设置在控制信号和第二NMOS晶体管的栅极之间，第二限流电阻的第一端连接控制信号，第二限流电阻的第二端连接第二NMOS晶体管的栅极；第二接地电阻设置在第二 NMOS晶体管的源极和地之间，第二接地电阻的第一端连接第二NMOS晶体管的源极，第二接地电阻的第二端接地。
[0019]上述限流电阻以及接地电阻起到保护NMOS管的作用。
[0020]在一种可行的方式中，声道切换电路还包括：连接在工作电源和双路SPDT模拟开关的供电端之间的滤波模块。
[0021]以上设置用于为双路SPDT模拟开关提供稳定的工作电压。
[0022]进一步地，滤波模块包括多个电容；多个电容的第一端共同连接至工作电源以及双路SPDT模拟开关的供电端，多个电容的第二端共同接地。
[0023]以上提供了一种滤波模块的电路组成，多个电容的滤波效果好，有利于提高整体的流量测量精度。
[0024]另一方面，本申请提供了一种多声道超声流量计，包括：主控模块、换能器激励模块、多组超声换能器以及如前述的声道切换电路
[0025]在一种可行的方式中，每组超声换能器包括两个超声换能器；声道切换电路的每个双路SPDT模拟开关具有两个控制端和两组输出端，其中，双路SPDT模拟开关的每组输出
端包括两个输出端口；双路SPDT模拟开关的两个控制端相互连接，作为该双路SPDT模拟开关的控制端；双路SPDT模拟开关的每组输出端的两个输出端口，分别连接对应的一组超声换能器中的两个超声换能器。
[0026]进一步地，多声道超声流量计包括四组超声换能器，声道切换电路包括两个双路 SPDT模拟开关。
[0027]本申请提供的声道切换电路及多声道超声流量计，包括：双路SPDT模拟开关；其中，双路SPDT模拟开关具有多组输出端，每组输出端对应连接多声道超声流量计的一组超声换能器；双路SPDT模拟开关具有输入端，该输入端与换能器激励模块的输出端连接；主控模块与双路SPDT模拟开关的使能端以及双路SPDT模拟开关的控制端连接，用于控制双路SPDT模拟开关的使能状态，以及控制双路SPDT模拟开关在工作状态下输入端与输出端之间的选择连接。本申请采用了低功耗低导通电阻的双路SPDT模拟开关，同时采用主控模块控制该模拟开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声道切换电路，应用于多声道超声流量计，其特征在于，所述电路包括：双路SPDT模拟开关；其中，所述双路SPDT模拟开关具有多组输出端，每组输出端对应连接所述多声道超声流量计的一组超声换能器；所述双路SPDT模拟开关具有输入端，该输入端与换能器激励模块的输出端连接；主控模块与所述双路SPDT模拟开关的使能端以及所述双路SPDT模拟开关的控制端连接，用于控制所述双路SPDT模拟开关的使能状态，以及控制所述双路SPDT模拟开关在工作状态下输入端与输出端之间的选择连接。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述声道切换电路还包括：设置在所述主控模块与所述双路SPDT模拟开关的使能端之间的使能驱动模块；所述使能驱动模块的输入端与所述主控模块连接，输出端与所述双路SPDT模拟开关的使能端连接，用于对所述主控模块输出的使能信号进行驱动后输出给所述双路SPDT模拟开关的使能端；其中，所述使能信号用于控制所述双路SPDT模拟开关的使能状态。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述使能驱动模块包括：第一NMOS晶体管；其中，所述第一NMOS晶体管的源极与所述双路SPDT模拟开关的使能端连接并接地；所述第一NMOS晶体管的漏极与工作电源连接；所述第一NMOS晶体管的栅极连接所述主控模块输出的使能信号。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述使能驱动模块还包括：第一限流电阻和第一接地电阻；所述第一限流电阻设置在所述使能信号和所述第一NMOS晶体管的栅极之间，所述第一限流电阻的第一端连接所述使能信号，所述第一限流电阻的第二端连接所述第一NMOS晶体管的栅极；所述第一接地电阻设置在所述第一NMOS晶体管的源极和地之间，所述第一接地电阻的第一端连接所述第一NMOS晶体管的源极，所述第一接地电阻的第二端接地。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述声道切换电路还包括：设置在所述主控模块与所述双路SPDT模拟开关的控制端之间的控制驱动模块；所述控制驱动模块的输入端与所述主控模块连接，输出端与所述双路SPDT模拟开关的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶志建，陈正海，
申请(专利权)人：金卡智能集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：