一种电压电流型模拟量自动切换采集电路制造技术

一种电压/电流型模拟量自动切换采集电路，涉及轨道交通信号采集技术领域，用于机车系统，机车系统包括机车记录器，机车系统对应机车记录器设有采集芯片MCU，采集芯片MCU设有I/O管脚，其特征在于，机车系统设有模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N，自动切换采集电路设为电压型模拟量采集模模块，模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N分别与电压型模拟量采集模模块相连，模拟输入IN_I、模拟输入IN_N相连时，电压型模拟量采集模模块可实现电流型模拟量采集，本实用新型专利技术只需要改变外部输入的线的连接，无需对机车记录器的硬件电路做任何改制便可实现两种信号的采集，大大节省工时和成本。省工时和成本。省工时和成本。

An automatic switching acquisition circuit of voltage and current type analog quantity

【技术实现步骤摘要】
一种电压电流型模拟量自动切换采集电路


[0001]本技术涉及轨道交通信号采集
，具体涉及到一种电压电流型模拟量自动切换采集电路。

技术介绍

[0002]轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统，最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。
[0003]在铁路系统中，机车是牵引或推送铁路车辆运行而本身不装载营业载荷的自推进车辆，俗称火车头。在机车内部，机车显示屏是用于复杂的控制和指示系统的人机交互设备，专业为轨道交通行业应用设计，机车记录器是用于存储机车关键信息，如机车履历、司机操作、机车运行安全、机车工况等信息，是机车故障或事故原因分析的重要依据。
[0004]机车记录器是用于存储机车关键信息，是机车故障或事故原因分析的重要依据。机车记录器仅能需要存储机车系统通信数据，视频数据，还要存储硬件信号；硬件信号包括电压型模拟量或电流型模拟量， I/O信号等；目前机车记录器只能采集一种模量信号，即采集电压型信号就不能采集电流型信号；或者采集完电压型信号后，要想采集电流型信号需要进行硬件电路改制，这样使得操作比较麻烦，大大增加了工时和成本。

技术实现思路

[0005]针对现有技术所存在的不足，本技术目的在于提出一种电压电流型模拟量自动切换采集电路，具体方案如下：
[0006]一种电压电流型模拟量自动切换采集电路，用于机车系统，所述机车系统包括机车记录器，所述机车系统对应所述机车记录器设有采集芯片MCU，所述采集芯片MCU设有I/O管脚，所述机车系统设有模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N，所述自动切换采集电路设为电压型模拟量采集模块，所述模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N分别与所述电压型模拟量采集模块相连，所述模拟输入IN_I、模拟输入IN_N相连时，所述电压型模拟量采集模块用于实现电流型模拟量采集。
[0007]进一步的，所述自动切换采集电路包括采集系统参考地GND、运放芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及电阻 R6，其中，所述电阻R1、电阻R2的阻值至少为所述电阻R3、电阻 R4的阻值的100倍，所述运放芯片U1设有同相输入端IN+、反相输入端IN
‑
以及输出端OUT；
[0008]所述电阻R3和电阻R4并联接在所述模拟输入IN_P和模拟输入 IN_I之间，所述电阻R1和电阻R2串联接在模拟输入IN_P与模拟输入IN_N之间，所述同相输入端IN+接在电阻R1与电阻R2之间，所述电阻R5和电阻R6串联，所述电阻R6的一端连接在所述I/O管脚上，所述电阻R5的一端与采集系统参考地GND相连，所述反相输入端IN
‑
接在电阻R5和电阻R6之
间，所述输出端OUT接在I/O管脚和电阻R6之间，所述模拟输入IN_N与采集系统参考地GND相连。
[0009]进一步的，所述电阻R1、电阻R2的阻值至少为10千欧姆，所述电阻R3、电阻R4的阻值最大不超过100欧姆。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0011](1)只需要改变外部输入的线的连接，即将模拟输入IN_I、模拟输入IN_N相连或者断开，就可以进行电流型模拟量、电压型模拟量的自动切换采集，且操作方便，因此，本技术无需对机车记录器的硬件电路做任何改制便可实现两种信号的采集，大大节省工时和成本；
[0012](2)详述来说，当机车系统给机车记录器输入的是电压型模拟量时，模拟输入IN_P是电压正极，模拟输入IN_N是电压负极，运放芯片U1起到滤波和稳压的作用，电阻R1和电阻R2进行串联分压，运行芯片U1的同相输入端IN+的电压为电阻R2的分电压；由运放工作原理可以知道，运放芯片U1的反相输入端IN
‑
的电压等于运放芯片 U1的同相输入端IN+的电压，即电阻R5的分电压；采集芯片MCU的 I/O管脚上的电压等于电阻R5和电阻R6串联的总电压，即为实时采集电压；
[0013]当机车系统给机车记录器输入的是电流型模拟量时，模拟输入IN_P是电流输入正极，模拟输入IN_I是电流输入负极，此时，只需要外部将模拟输入IN_I与模拟输入IN_N相连，此时电阻R1和电阻 R2串联再与电阻R3、电阻R4并联，由于电阻R3、电阻R4的电阻值最大不超过100欧姆，电阻R1、电阻R2的电阻值为10千欧姆，输入的电流模拟量几乎只流入电阻R3和电阻R4，即电阻R1与电阻R2 的串联电压等于电流模拟量的值乘以电阻R3与电阻R4的并联值。由此，电流模拟输入就自动转化为电压模拟输入，由机车系统输入给机车记录器是电压型模拟量，分析可以得到机车采集芯片MCU的采集电流。
附图说明
[0014]图1为本技术的实施例的整体架构图。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例及附图对本技术作进一步的详细说明，但本技术的实施方式不仅限于此。
[0016]一种电压电流型模拟量自动切换采集电路，用于机车系统，机车系统包括机车记录器，机车系统对应机车记录器设有采集芯片MCU，采集芯片MCU设有I/O管脚，机车系统设有模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N，自动切换采集电路设为电压型模拟量采集模块，模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N分别与电压型模拟量采集模块相连，模拟输入IN_I、模拟输入IN_N相连时，电压型模拟量采集模块可实现电流型模拟量采集。
[0017]可知，本技术的实质为只需要改变外部输入的线的连接，即将模拟输入IN_I、模拟输入IN_N相连或者断开，就可以进行电流型模拟量、电压型模拟量的自动切换采集，且操作方便，具体内容如下：
[0018]自动切换采集电路包括采集系统参考地GND、运放芯片U1、电阻 R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及电阻R6，其中，电阻 R1、电阻R2、电阻R5以及电阻R6的阻值为电阻
R3、电阻R4的阻值的100倍，运放芯片U1设有同相输入端IN+、反相输入端IN
‑
以及输出端OUT；
[0019]电阻R3和电阻R4并联接在模拟输入IN_P和模拟输入IN_I之间，电阻R1和电阻R2串联接在模拟输入IN_P与模拟输入IN_N之间，同相输入端IN+接在电阻R1与电阻R2之间，电阻R5和电阻R6串联，电阻R6的一端连接在I/O管脚上，电阻R5的一端与采集系统参考地 GND相连，反相输入端IN
‑
接在电阻R5和电阻R6之间，输出端OUT 接在I/O管脚和电阻R6之间，模拟输入IN_N与采集系统参考地GND 相连。
[0020]优化的，电阻R1、电阻R2、电阻R5以及电阻R6的阻值大于10 千欧姆，电阻R3、电阻R4的阻值小于100欧姆。
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压电流型模拟量自动切换采集电路，用于机车系统，所述机车系统包括机车记录器，所述机车系统对应所述机车记录器设有采集芯片MCU，所述采集芯片MCU设有I/O管脚，其特征在于，所述机车系统设有模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N，所述自动切换采集电路设为电压型模拟量采集模块，所述模拟输入IN_P、模拟输入IN_I、模拟输入IN_N分别与所述电压型模拟量采集模块相连，所述模拟输入IN_I、模拟输入IN_N相连时，所述电压型模拟量采集模块用于实现电流型模拟量采集。2.根据权利要求1所述的电压电流型模拟量自动切换采集电路，其特征在于，所述自动切换采集电路包括采集系统参考地GND、运放芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及电阻R6，其中，所述电阻R1、电阻R2的阻值至少为所述电阻R3、电阻R4的阻值的100倍，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕传波，
申请(专利权)人：上海聚珀科技有限公司，
类型：新型
国别省市：