一种频率电流隔离转换模块制造技术

本实用新型专利技术提供一种频率电流隔离转换模块，包括芯片和集成在芯片上的频率输入隔离单元、频率电压转换单元、电压电流转换单元和电源转换单元。频率输入隔离单元用以输入来自传感器的标准的频率信号；经过隔离的频率信号，进入频率电压转换模块；频率电压转换模块包含有单片机和DA芯片，单片机采集频率信号并处理后，通过SPI串行协议把数据送给DA芯片输出与频率成一定比例关系的电压信号；电压信号经过电压电流转换单元的处理之后，转换成标准的4-20mA的三线制电流信号输出。本实用新型专利技术工作可靠性好，精度高，抗干扰能力强，全量程线性度高，接口齐备，应用方便。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及频率电流转换装置领域，具体涉及一种将频率信号转换成电流信号的混合集成电路。
技术介绍
频率电流转换电路在工业自动化领域的应用十分广泛。所谓频率电流转换是指将前一级的传感器输出的频率信号经过频率电流转换电路进行转换处理，转换成标准的4-20mA的电流信号，供后续设备使用或处理。目前，常见的频率电流转换装置多为采用模拟电路制成，元器件相对较多，其存在诸如工作状态不够稳定、信号转换精度不高、输出信号线性度不佳、输入信号通常没有采取隔离措施易受干扰等不足。
技术实现思路
本技术的目的是:克服现有技术的不足，提供一种采用单片机和集成电路并对输入信号进行隔离的集成化频率电流隔离转换模块，该模块工作可靠性好，精度高，抗干扰能力强，全量程线性度高，接口齐备，应用方便。本技术的技术方案是:本技术的频率电流隔离转换模块，其结构特点是:包括芯片U和集成在芯片U上的频率输入隔离单元Ul、频率电压转换单元U2、电压电流转换单元U3和电源转换单元U4 ;上述的芯片U上设置有I号至16号共16个引脚；频率输入隔离单元Ul设有信号输入端和信号输出端；频率电压转换单元U2具有频率信号输入端、输入频率选择端、电压信号输出端和电源端；电压电流转换单元U3设有电压信号输入端、电流信号输出端、第一偏置电流调节端、第二偏置电流调节端、第三偏置电流调节端和电源端；电源转换单元U4设有电源输入端和第一电源输出端、第二电源输出端，电源转换单元U4的电源输入端设有正极和负极；上述的频率输入隔离单元Ul的信号输入端与芯片U的I号脚和2号脚电连接；频率电压转换单元U2的频率信号输入端与频率输入隔离单元Ul的信号输出端电连接；频率电压转换单元U2的输入频率选择端与芯片U的7号脚电连接；电压电流转换单元U3的电压信号输入端与频率电压转换单元U2的电压信号输出端电连接；电压电流转换单元U3的电流信号输出端与芯片U的15号脚和16号脚电连接；电压电流转换单元U3的第一、第二、第三偏置电流调节端与芯片U的11号脚、10号脚、9号脚分别对应电连接；电源转换单元U4的电源输入端的正极与芯片U的12号脚和13号脚电连接；频率电压转换单元U2的电源端与电源转换单元U4的第一电源输出端电连接；电压电流转换单元U3的电源端与电源转换单元U4的第二电源输出端电连接。进一步的方案是:上述的频率输入隔离单元Ul为包含有用于信号隔离的光电耦合器的电路。进一步的方案是:上述的频率电压转换单元U2为包含有具有精简指令集的单片机和DA芯片的电路。进一步的方案是:上述的电压电流转换单元U3为包含有电压电流转换集成芯片AD694的电路。本技术具有积极的效果:(I)本技术将频率电流隔离转换各功能电路集成在一个芯片上，可批量化生产，成本较低，工作可靠性好，接口齐备，应用方便。(2)采用光电耦合器对输入的频率信号进行隔离，抗干扰能力强，全量程线性度高，精度好。(3)能够满足工业级的宽温度、潮湿、震动如煤矿井下等现场工作环境恶劣场合的应用要求。附图说明图1为本技术的一种结构示意图；图2为图1所示的频率电流隔离转换模块的工作原理框图；图3为本技术的一种应用例；图4为本技术的另一种应用例。上述附图中的附图标记如下:芯片U，频率输入隔离单元Ul，频率电压转换单元U2，电压电流转换单元U3，电源转换单元U4。具体实施方式以下结合附图和具体实施例和应用例对本技术作进一步详细的说明。(实施例1)见图1和图2，本实施例的频率电流隔离转换模块，由芯片U和集成在芯片U上的频率输入隔离单元Ul、频率电压转换单元U2、电压电流转换单元U3和电源转换单元U4组成。芯片U上设置有I号至16号共16个引脚。各号引脚的名称和功能如表I所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率电流隔离转换模块，其特征在于：包括芯片（U）和集成在芯片（U）上的频率输入隔离单元（U1）、频率电压转换单元（U2）、电压电流转换单元（U3）和电源转换单元（U4）；所述的芯片（U）上设置有1号至16号共16个引脚；频率输入隔离单元（U1）设有信号输入端和信号输出端；频率电压转换单元（U2）具有频率信号输入端、输入频率选择端、电压信号输出端和电源端；电压电流转换单元（U3）设有电压信号输入端、电流信号输出端、第一偏置电流调节端、第二偏置电流调节端、第三偏置电流调节端和电源端；电源转换单元（U4）设有电源输入端和第一电源输出端、第二电源输出端，电源转换单元（U4）的电源输入端设有正极和负极；所述的频率输入隔离单元（U1）的信号输入端与芯片（U）的1号脚和2号脚电连接；频率电压转换单元（U2）的频率信号输入端与频率输入隔离单元（U1）的信号输出端电连接；频率电压转换单元（U2）的输入频率选择端与芯片（U）的7号脚电连接；电压电流转换单元（U3）的电压信号输入端与频率电压转换单元（U2）的电压信号输出端电连接；电压电流转换单元（U3）的电流信号输出端与芯片U的15号脚和16号脚电连接；电压电流转换单元（U3）的第一、第二、第三偏置电流调节端与芯片（U）的11号脚、10号脚、9号脚分别对应电连接；电源转换单元（U4）的电源输入端的正极与芯片（U）的12号脚和13号脚电连接；频率电压转换单元（U2）的电源端与电源转换单元（U4）的第一电源输出端电连接；电压电流转换单元（U3）的电源端与电源转换单元（U4）的第二电源输出端电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种频率电流隔离转换模块，其特征在于:包括芯片(U)和集成在芯片(U)上的频率输入隔离单元(U1)、频率电压转换单元(U2)、电压电流转换单元(U3)和电源转换单元(U4);所述的芯片(U)上设置有I号至16号共16个引脚；频率输入隔离单元(Ul)设有信号输入端和信号输出端；频率电压转换单元(U2)具有频率信号输入端、输入频率选择端、电压信号输出端和电源端；电压电流转换单兀(U3)设有电压信号输入端、电流信号输出端、第一偏置电流调节端、第二偏置电流调节端、第三偏置电流调节端和电源端；电源转换单元(U4)设有电源输入端和第一电源输出端、第二电源输出端，电源转换单兀(U4)的电源输入端设有正极和负极； 所述的频率输入隔离单元(Ul)的信号输入端与芯片(U)的I号脚和2号脚电连接；频率电压转换单元(U2)的频率信号输入端与频率输入隔离单元(Ul)的信号输出端电连接；频率电压转换单元(U2)的输入频率选择端与芯片(U)的7号脚电连接； 电压电流转换单元(U3)的电压信...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘端成，孔维社，谢兵，韩朝晖，陆吉斌，
申请(专利权)人：天地常州自动化股份有限公司， 中煤科工集团常州自动化研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32