一種雙極性模擬量輸入檢測電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙極性模擬量輸入檢測電路，用于連接在被檢測信號的輸出端和微處理器之間，其包括模擬量輸入端，用于與所述被檢測信號的輸出端相連；第一輸出端，用于與微處理器的第一AD口相連；第二輸出端，用于與微處理器的第二AD口相連；第一檢測電路，連接在所述模擬量輸入端和第一輸出端之間，用于獲取被檢測信號中的負(fù)電壓并將該負(fù)電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的正電壓；以及第二檢測電路，連接在模擬量輸入端和第二輸出端之間，用于獲取被檢測信號中的正電壓并將該正電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的正電壓。本發(fā)明分兩路來分別檢測雙極性模擬量中的正、負(fù)極性模擬量，相比于直接將雙極性模擬量“抬升”成單極性模擬量輸入檢測電路至少提高2倍。
【專利說明】一種雙極性模擬量輸入檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地涉及一種雙極性模擬量輸入檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在模擬信號變化中，有些模擬信號會過零，即有正負(fù)性，有些模擬信號在變化過程中則不會過零，那些過零的模擬變化信號被稱為雙極性信號，不過零的信號被稱為單極性信號。模擬量輸入有單極性和雙極性兩種方式，而不管是單極性模擬量輸入還是雙極性模擬量輸入，在對輸入信號進(jìn)行檢測時通常需要利用微處理器例如CPU或DSP芯片進(jìn)行信號處理以還原所檢測到的數(shù)據(jù)，通常CPU或DSP芯片的AD 口只能檢測OV?3V的電壓，所以進(jìn)入到CPU或DSP芯片之前，不管是單極性信號還是雙極性信號都必須轉(zhuǎn)換變?yōu)镺V?3V。
[0003]在某些應(yīng)用場合，模擬量是采用雙極性方式輸入，相比于輸入電壓幅度范圍相同的單極性模擬量，雙極性模擬量輸入電壓范圍是單極性的2倍，現(xiàn)有的針對雙極性模擬量輸入的檢測電路是將雙極性輸入的模擬量“抬升”為單極性，比如，雙極性輸入-3V?3V，經(jīng)過電壓“抬升”后，雙極性輸入的_3V、0V、3V分別對應(yīng)“抬升”后的0V、1.5V、3V，即將雙極性輸入的模擬量“壓縮”成了相同幅度的單極性模擬量，顯然，采用上述方式得到的檢測精度必然比輸入相同幅度范圍單極性模擬量低，在很多情況下都不能滿足所需精度要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測精度較高的雙極性模擬量輸入檢測電路。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種雙極性模擬量輸入檢測電路，用于連接在被檢測信號的輸出端和微處理器之間，該雙極性模擬量輸入檢測電路包括:模擬量輸入端，用于與所述被檢測信號的輸出端相連；第一輸出端，用于與所述微處理器的第一 AD 口相連；第二輸出端，用于與所述微處理器的第二 AD 口相連；第一檢測電路，連接在所述模擬量輸入端和所述第一輸出端之間，用于獲取被檢測信號中的負(fù)電壓并將該負(fù)電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的正電壓后傳送到第一輸出端；以及第二檢測電路，連接在所述模擬量輸入端和所述第二輸出端之間，用于獲取被檢測信號中的正電壓并將該正電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的正電壓后傳送到第二輸出端。
[0006]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述第一檢測電路包括第一精密半波整流電路和第一分壓電路，所述第一精密半波整流電路和第一分壓電路串接于模擬量輸入端和第一輸出端之間；所述第一精密半波整流電路用于將輸入的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為相同幅值的正電壓或是將輸入的正電壓轉(zhuǎn)換為OV電壓，第一分壓電路用于將輸入的電壓按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓；
[0007]所述第二檢測電路包括反相電壓跟隨電路、第二精密半波整流電路及第二分壓電路，所述反相電壓跟隨電路、第二精密半波整流電路及第二分壓電路串接于模擬量輸入端和第二輸出端之間；所述反相電壓跟隨電路用于將輸入的電壓轉(zhuǎn)換為大小相同而極性相反的電壓，第二精密半波整流電路用于將輸入的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為相同幅值的正電壓或是將正電壓轉(zhuǎn)換為OV電壓，第二分壓電路用于將輸入的電壓按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓。
[0008]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述第一精密半波整流電路包括第一運(yùn)算放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第三二極管、第四二極管及第三電容，其中，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第三電阻連接至模擬量輸入端，其同相輸入端通過第五電阻接地，其輸出端連接第四二極管的正極，第四電阻和第三電容均并聯(lián)在第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和第四二極管的負(fù)極之間，第三二極管的正極與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，其負(fù)極與第一運(yùn)算放大器的輸出端相連。
[0009]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述第一分壓電路包括第六電阻和第七電阻，所述第六電阻一端與第一精密半波整流電路的輸出端相連，另一端連接至第一輸出端，所述第七電阻一端連接至第一輸出端，另一端接地。
[0010]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述反相電壓跟隨電路包括第二運(yùn)算放大器、第八電阻、第九電阻、第十電阻及第四電容，其中，第二運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第八電阻連接至模擬量輸入端，其同相輸入端通過第九電阻接地，其輸出端連接至第二精密半波整流電路的輸入端，第十電阻和第四電容并聯(lián)在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間。
[0011]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述第二精密半波整流電路包括第三運(yùn)算放大器、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第九二極管、第十二極管及第七電容，其中，第三運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第十二電阻連接至反相電壓跟隨電路的輸出端，其同相輸入端通過第十三電阻接地，其輸出端連接第十二極管的正極，第十四電阻和第九電容均并聯(lián)在第三運(yùn)算放大器的反相輸入端和第十二極管的負(fù)極之間，第九二極管的正極與第三運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，其負(fù)極與所述第三運(yùn)算放大器的輸出端相連。
[0012]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述第一分壓電路包括第十五電阻和第十六電阻，所述第十五電阻一端與第二精密半波整流電路的輸出端相連，另一端連接至第二輸出端，所述第十六電阻一端連接至第二輸出端，另一端接地。
[0013]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述第一檢測電路還包括第一濾波電路，該第一濾波電路包括第一電容，該第一電容一端連接至第一精密半波整流電路的輸入端，另一端接地；所述第二檢測電路還包括第二濾波電路，該第二濾波電路包括第五電容，該第五電容一端連接至反相電壓跟隨電路的輸出端，另一端接地。
[0014]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述所述第一檢測電路還包括第一鉗位電路和第二鉗位電路，其中，該第一鉗位電路包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的正極與第一精密半波整流電路的輸入端相連，其負(fù)極連接第一預(yù)設(shè)正電壓，所述第二二極管的正極連接第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓，其負(fù)極與第一精密半波整流電路的輸入端相連；第二鉗位電路包括第五二極管和第六二極管，所述第五二極管的正極與第一輸出端相連，其負(fù)極連接第二預(yù)設(shè)正電壓，所述第六二極管的正極接地，其負(fù)極與第一輸出端相連；
[0015]第二檢測電路還包括第三鉗位電路和第四鉗位電路，其中，第三鉗位電路包括第七二極管和第八二極管，所述第七二極管的正極與反相電壓跟隨電路的輸出端相連，其負(fù)極連接第一預(yù)設(shè)正電壓，所述第八電容的正極連接第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓，其負(fù)極與反相電壓跟隨電路的輸出端相連；第四鉗位電路包括第十一二極管和第十二二極管，所述第十一二極管的正極與第二輸出端相連，其負(fù)極連接第二預(yù)設(shè)正電壓，所述第十二二極管的正極接地，其負(fù)極與第二輸出端相連。
[0016]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:還包括濾波及初始電壓限定電路，該濾波及初始電壓限定電路包括第一電感和第一電阻，所述第一電感一端與模擬量輸入端相連，另一端與第一檢測電路及第二檢測電路的輸入端相連，所述第一電阻一端與第一檢測電路及第二檢測電路的輸入端相連，另一端接地。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明雙極性模擬量輸入檢測電路通過采用兩路電路來分別檢測雙極性模擬量中的正、負(fù)極模擬量并將其轉(zhuǎn)換為兩個獨(dú)立的、相同幅度范圍的單極性模擬量，進(jìn)而可通過微處理器例如CPU或DSP芯片的兩個AD 口傳送到CPU或DSP芯片內(nèi)進(jìn)行處理以得出所輸入的雙極性模擬量，采用該電路進(jìn)行雙極性模擬量檢測無需將雙極性模擬量“抬升”成單極性模擬量，相比現(xiàn)有檢測電路其檢測精度至少提高2倍，可實(shí)現(xiàn)良好的檢測效果。
[0018]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明雙極性模擬量輸入檢測電路的方框原理圖；
[0020]圖2是本發(fā)明雙極性模擬量輸入檢測電路一具體實(shí)施例的方框原理圖；
[0021 ] 圖3是圖2所示雙極性模擬量輸入檢測電路的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，附圖中類似的組件標(biāo)號代表類似的組件。顯然，以下將描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]本發(fā)明的雙極性模擬量輸入檢測電路用于連接在被檢測信號的輸出端和微處理器例如CPU或DSP芯片之間，用于將輸入的雙極性模擬量分解為正、負(fù)極性的模擬量并進(jìn)行電壓調(diào)整后輸出給CPU或DSP芯片，由CPU或DSP芯片進(jìn)一步處理后得出與被檢測信號相對應(yīng)的帶極性的電壓值。
[0024]參照圖1，本發(fā)明雙極性模擬量輸入檢測電路10包括模擬量輸入端11、第一檢測電路12、第二檢測電路13、第一輸出端14及第二輸出端15。其中，模擬量輸入端11用于與被檢測信號的輸出端相連；第一輸出端14用于與微處理器的第一 AD 口相連；第二輸出端15用于與微處理器的第二 AD 口相連；第一檢測電路12連接在模擬量輸入端11和第一輸出端14之間，用于獲取被檢測信號中的負(fù)電壓并將該負(fù)電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍的正電壓后傳送到第一輸出端14 ;第二檢測電路13連接在模擬量輸入端11和第二輸出端15之間，用于獲取被檢測信號中的正電壓并將該正電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍的正電壓后傳送到第二輸出端15。其中，對于預(yù)設(shè)范圍的選擇可根據(jù)具體微處理器能處理的電壓范圍值來設(shè)置，例如在本實(shí)施例中，針對CPU或DSP芯片，由于其AD 口只能處理OV?3V的電壓，因此可將該預(yù)設(shè)范圍設(shè)置為-3V?3V，而該預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的正電壓則為AD 口可處理的OV?3V。
[0025]參照圖2，在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，第一檢測電路12包括第一精密半波整流電路121和第一分壓電路122，所述第一精密半波整流電路121和第一分壓電路122依次連接于模擬量輸入端11和第一輸出端14之間；所述第一精密半波整流電路121用于將輸入的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為相同幅值的正電壓或是將輸入的正電壓轉(zhuǎn)換為OV電壓，第一分壓電路122用于將輸入的電壓(來自第一精密半波整流電路121的電壓)按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為OV?3V的預(yù)設(shè)范圍電壓后傳送到第一輸出端14。
[0026]在其它實(shí)施例中，第一精密半波整流電路121和第一分壓電路122可互換位置，也即，將所述第一分壓電路122和第一精密半波整流電路121依次連接于模擬量輸入端11和第一輸出端14之間,第一分壓電路122用于將輸入的電壓(模擬量輸入電壓)按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓，例如，將-1OV?+1V的模擬量輸入電壓調(diào)整為-3V?3V的預(yù)設(shè)范圍電壓后輸出給第一精密半波整流電路121，經(jīng)該第一精密半波整流電路121處理后的電壓則為OV?3V。
[0027]所述第二檢測電路13包括反相電壓跟隨電路131、第二精密半波整流電路132及第二分壓電路133，所述反相電壓跟隨電路131、第二精密半波整流電路132及第二分壓電路133依次連接于模擬量輸入端11和第二輸出端15之間；所述反相電壓跟隨電路131用于將輸入的電壓轉(zhuǎn)換為大小相同而方向相反的電壓，第二精密半波整流電路132用于將來自反相電壓跟隨電路131的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為相同幅值的正電壓或是將正電壓轉(zhuǎn)換為OV電壓，第二分壓電路133用于將來自第二精密半波整流電路132的電壓按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為OV?3V的電壓后傳送到第二輸出端15。
[0028]在其它實(shí)施例中，第二分壓電路133可設(shè)置在反相電壓跟隨電路131或第二精密半波整流電路132之前，其具體原理與第一檢測電路12中第一分壓電路122類似，在此不再贅述。
[0029]在其它實(shí)施例中，可在電路中只設(shè)置一個分壓電路(第一分壓電路122或第二分壓電路133)，而該分壓電路對所述模擬量輸入端11的電壓進(jìn)行分壓后再分為兩路電路，一路經(jīng)第一精密半波整流電路121后由第一輸出端14輸出至微處理器的第一 AD 口，另一路經(jīng)串接的反相電壓跟隨電路131和第二精密半波整流電路132后由第二輸出端15輸出至微處理器的第二 AD 口。本實(shí)施方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員在通讀本申請后容易想到的等同技術(shù)方案。
[0030]在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，雙極性模擬量輸入檢測電路10還包括濾波及初始電壓限定電路16，該濾波及初始電壓限定電路16包括第一電感LI和第一電阻R1。所述第一電感LI 一端與模擬量輸入端11相連，另一端與第一檢測電路12及第二檢測電路13的輸入端相連，用于對輸入信號進(jìn)行濾波；所述第一電阻Rl —端與第一檢測電路12及第二檢測電路13的輸入端相連，另一端接地；第一電阻Rl作為下拉電阻可使得在模擬量輸入端11沒有輸入信號時電路輸出電壓為0V，避免檢測過程產(chǎn)生干擾信號。
[0031]參照圖3，在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，所述第一精密半波整流電路121包括第一運(yùn)算放大器U1、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第三二極管D3、第四二極管D4及第三電容C3，其中，第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端通過第三電阻R3連接至模擬量輸入端11，其同相輸入端通過第五電阻R5接地，其輸出端連接第四二極管D4的正極，第四電阻R4和第三電容C3均并聯(lián)在第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和第四二極管D4的負(fù)極之間，第三二極管D3的正極與第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端相連，其負(fù)極與第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端相連。其中，第三電容C3作為補(bǔ)償電容,用于補(bǔ)償?shù)谝贿\(yùn)算放大器Ul的相位滯后，避免電路工作不穩(wěn)定甚至發(fā)生振蕩。
[0032]所述第一分壓電路122包括第六電阻R6和第七電阻R7，所述第六電阻R6 —端與第一精密半波整流電路121的輸出端相連，另一端連接至第一輸出端14，所述第七電阻R7一端連接至所述第一輸出端14，另一端接地。
[0033]在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，所述反相電壓跟隨電路131包括第二運(yùn)算放大器U2、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻RlO及第四電容C4，其中，第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端通過第八電阻R8連接至模擬量輸入端11，其同相輸入端通過第九電阻R9接地，其輸出端連接至第二精密半波整流電路132的輸入端，第十電阻RlO和第四電容C4并聯(lián)在第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端和輸出端之間。
[0034]所述第二精密半波整流電路132包括第三運(yùn)算放大器U3、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第九二極管D9、第十二極管DlO及第七電容C7，其中，第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端通過第十二電阻R12連接至反相電壓跟隨電路131的輸出端，其同相輸入端通過第十三電阻R13接地，其輸出端連接第十二極管DlO的正極，第十四電阻R14和第九電容C9均并聯(lián)在第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端和第十二極管DlO的負(fù)極之間，第九二極管D9的正極與第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端相連，其負(fù)極與第三運(yùn)算放大器U3的輸出端相連。其中，第七電容C7作為補(bǔ)償電容，用于補(bǔ)償?shù)谌\(yùn)算放大器U3的相位滯后，避免電路工作不穩(wěn)定甚至發(fā)生振蕩。
[0035]所述第一分壓電路122包括第十五電阻R15和第十六電阻R16，所述第十五電阻R15 —端與第二精密半波整流電路132的輸出端相連，另一端連接至第二輸出端15，所述第十六電阻R16 —端連接至第二輸出端15,另一端接地。
[0036]在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，為了改善電路性能，第一檢測電路12還包括第一濾波電路123,該第一濾波電路123包括第一電容Cl,該第一電容Cl 一端連接至第一精密半波整流電路121的輸入端，另一端接地；優(yōu)選地，該第一濾波電路123還包括第二電阻R2，該第二電阻R2串聯(lián)在模擬量輸入端11和第一精密半波整流電路121的輸入端之間以提供更好的濾波效果。類似地，第二檢測電路13還包括第二濾波電路134，該第二濾波電路34包括第五電容C5，該第五電容C5 —端連接至反相電壓跟隨電路131的輸出端，另一端接地；優(yōu)選地，該第二濾波電路134還包括第十一電阻R11，該第十一電阻Rll串聯(lián)在反相電壓跟隨電路131的輸出端和第二精密半波整流電路132的輸入端之間，以提供更好的濾波效果?？衫斫獾兀谄渌鼘?shí)施例中，第一電容Cl和第五電容C5均可由多個并聯(lián)電容來取代，只要其達(dá)到相同濾波功能則可。
[0037]在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，為了保護(hù)電路，第一檢測電路12還包括第一鉗位電路124和第二鉗位電路125，其中，第一鉗位電路124包括第一二極管Dl和第二二極管D2，所述第一二極管Dl的正極與第一精密半波整流電路121的輸入端相連，其負(fù)極連接第一預(yù)設(shè)正電壓，所述第二二極管D2的正極連接第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓，其負(fù)極與第一精密半波整流電路121的輸入端相連；第二鉗位電路125包括第五二極管D5和第六二極管D6，所述第五二極管D5的正極與第一輸出端14相連，其負(fù)極連接第二預(yù)設(shè)正電壓，所述第六二極管D6的正極接地，其負(fù)極與第一輸出端14相連。
[0038]在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，為了保護(hù)電路，第二檢測電路13還包括第三鉗位電路135和第四鉗位電路136，其中，第三鉗位電路135包括第七二極管D7和第八二極管D8，所述第七二極管D7的正極與反相電壓跟隨電路131的輸出端相連，其負(fù)極連接第一預(yù)設(shè)正電壓，所述第八電容D8的正極連接第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓，其負(fù)極與反相電壓跟隨電路131的輸出端相連；第四鉗位電路136包括第十一二極管Dll和第十二二極管D12，所述第十一二極管Dll的正極與第二輸出端15相連，其負(fù)極連接第二預(yù)設(shè)正電壓，所述第十二二極管D12的正極接地，其負(fù)極與第二輸出端15相連。
[0039]其中，所述第一預(yù)設(shè)正電壓和第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓的幅值均大于模擬量輸入端11所輸入的最大電壓幅值，且小于或等于多個運(yùn)算放大器的工作電壓幅值，本實(shí)施例中運(yùn)算放大器的工作電壓幅值為±15V，因此將第一預(yù)設(shè)正電壓和第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓分別設(shè)定為+15V和-15V，以保證電路正常輸入且對相應(yīng)的運(yùn)算放大器進(jìn)行保護(hù)；第二預(yù)設(shè)正電壓的幅值小于或等于所述預(yù)設(shè)范圍例如OV?3V中的最大電壓值，本實(shí)施例中，第二預(yù)設(shè)正電壓為+3V，以確保第一輸出端14和第二輸出端15所輸出的電壓均在允許的范圍O?3V內(nèi)。
[0040]繼續(xù)參照圖3，模擬量輸入端11的所輸入的雙極性模擬量Al —般幅值范圍為-1OV?+10V，下面以該幅值范圍的雙極性模擬量Al為例詳細(xì)說明本實(shí)施例雙極性模擬量輸入檢測電路10的工作原理。
[0041]當(dāng)模擬量輸入端11沒有輸入信號時，在第一電阻的下拉作用下，第一輸出端14和第二輸出端15的初始輸出電壓為0V。
[0042]當(dāng)模擬量輸入端11的輸入信號Al為負(fù)電壓時,在第一檢測電路12中，該負(fù)電壓經(jīng)過第一精密半波整流轉(zhuǎn)換后變?yōu)镮AIl (相同幅值的正電壓)，再經(jīng)過第一分壓電路122進(jìn)行分壓，該分壓帶來的作用是按預(yù)設(shè)比例將IAIl調(diào)整為ον?3V的電壓，最后該電壓通過第一輸出端14輸出給CPU或DSP芯片，由CPU或DSP芯片處理后可以還原出當(dāng)前的Al的極性及具體的電壓值，例如預(yù)先設(shè)定經(jīng)由第一輸出端14輸出的信號判斷為負(fù)極性，并且按照與分壓電路預(yù)設(shè)比例相反的另一比例還原電壓幅值。此時，在第二檢測電路13中，Al經(jīng)過反相電壓跟隨電路131進(jìn)行相位反相后，變?yōu)镮aiI (相同幅值的正電壓)，IaiI經(jīng)過第二精密半波整流轉(zhuǎn)換為0V，該OV電壓經(jīng)過第二分壓電路133及第二輸出端15后傳送到CPU或DSP芯片，該OV電壓雖然不作為得出Al電壓值的依據(jù)，但可作為CPU或DSP芯片判斷Al極性的另一個條件，具體可根據(jù)CPU或DSP芯片的不同編程來實(shí)現(xiàn)。
[0043]當(dāng)模擬量輸入端11的輸入信號Al為正電壓時,在第一檢測電路12中，該正電壓經(jīng)過第一精密半波整流轉(zhuǎn)換后變?yōu)?V，該OV電壓經(jīng)過第一分壓電路122及第一輸出端14傳送到CPU或DSP芯片，該OV電壓雖然不作為得出Al電壓值的依據(jù)，但可作為CPU或DSP芯片判斷Al極性的一個條件，具體可根據(jù)CPU或DSP芯片的不同編程來實(shí)現(xiàn)。此時，在第二檢測電路13中，Al經(jīng)過反相電壓跟隨電路131進(jìn)行相位反相后，變?yōu)?Al (相同幅值的負(fù)電壓)，_AI經(jīng)過第二精密半波整流轉(zhuǎn)換為Al，Al經(jīng)過分壓電路按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為OV?3V的電壓，最后該OV?3V的電壓通過第二輸出端15輸出給CPU或DSP芯片，由CPU或DSP芯片處理后可以還原出當(dāng)前的Al的極性及具體的電壓值，例如預(yù)先設(shè)定經(jīng)由第二輸出端15輸出的信號判斷為正極性，并且按照與分壓電路預(yù)設(shè)比例相反的另一比例還原電壓幅值。
[0044]其中，CPU或DSP芯片的具體處理過程可通過編程來實(shí)現(xiàn)，該處理過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知且非本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，在此不再贅述。
[0045]如上所述，本發(fā)明雙極性模擬量輸入檢測電路通過采用兩路電路來分別檢測雙極性模擬量中的正、負(fù)極模擬量并將其轉(zhuǎn)換為兩個獨(dú)立的、相同幅度范圍的單極性模擬量，進(jìn)而可通過微處理器例如CPU或DSP芯片的兩個AD 口傳送到CPU或DSP芯片內(nèi)進(jìn)行處理以得出所輸入的雙極性模擬量，采用該電路進(jìn)行雙極性模擬量檢測無需將雙極性模擬量“抬升”成單極性模擬量，相比現(xiàn)有檢測電路其檢測精度至少提高2倍，可實(shí)現(xiàn)良好的檢測效果。
[0046]以上結(jié)合較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種雙極性模擬量輸入檢測電路，用于連接在被檢測信號的輸出端和微處理器之間，其特征在于，所述雙極性模擬量輸入檢測電路包括: 模擬量輸入端，用于與所述被檢測信號的輸出端相連； 第一輸出端，用于與所述微處理器的第一 AD 口相連； 第二輸出端，用于與所述微處理器的第二 AD 口相連； 第一檢測電路，連接在所述模擬量輸入端和所述第一輸出端之間，用于獲取被檢測信號中的負(fù)電壓并將該負(fù)電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的正電壓后傳送到第一輸出端；以及 第二檢測電路，連接在所述模擬量輸入端和所述第二輸出端之間，用于獲取被檢測信號中的正電壓并將該正電壓調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的正電壓后傳送到第二輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于: 所述第一檢測電路包括第一精密半波整流電路和第一分壓電路，所述第一精密半波整流電路和第一分壓電路串接于模擬量輸入端和第一輸出端之間；所述第一精密半波整流電路用于將輸入的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為相同幅值的正電壓或是將輸入的正電壓轉(zhuǎn)換為OV電壓，第一分壓電路用于將輸入的電壓按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓； 所述第二檢測電路包括反相電壓跟隨電路、第二精密半波整流電路及第二分壓電路，所述反相電壓跟隨電路、第二精密半波整流電路及第二分壓電路串接于模擬量輸入端和第二輸出端之間；所述反相電壓跟隨電路用于將輸入的電壓轉(zhuǎn)換為大小相同而極性相反的電壓，第二精密半波整流電路用于將輸入的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為相同幅值的正電壓或是將正電壓轉(zhuǎn)換為OV電壓，第二分壓電路用于將輸入的電壓按預(yù)設(shè)比例調(diào)整為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于:所述第一精密半波整流電路包括第一運(yùn)算放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第三二極管、第四二極管及第三電容，其中，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第三電阻連接至模擬量輸入端，其同相輸入端通過第五電阻接地，其輸出端連接第四二極管的正極，第四電阻和第三電容均并聯(lián)在第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和第四二極管的負(fù)極之間，第三二極管的正極與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，其負(fù)極與第一運(yùn)算放大器的輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于:所述第一分壓電路包括第六電阻和第七電阻，所述第六電阻一端與第一精密半波整流電路的輸出端相連，另一端連接至第一輸出端，所述第七電阻一端連接至第一輸出端，另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于:所述反相電壓跟隨電路包括第二運(yùn)算放大器、第八電阻、第九電阻、第十電阻及第四電容，其中，第二運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第八電阻連接至模擬量輸入端，其同相輸入端通過第九電阻接地，其輸出端連接至第二精密半波整流電路的輸入端，第十電阻和第四電容并聯(lián)在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于:所述第二精密半波整流電路包括第三運(yùn)算放大器、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第九二極管、第十二極管及第七電容，其中，第三運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第十二電阻連接至反相電壓跟隨電路的輸出端，其同相輸入端通過第十三電阻接地，其輸出端連接第十二極管的正極，第十四電阻和第九電容均并聯(lián)在第三運(yùn)算放大器的反相輸入端和第十二極管的負(fù)極之間，第九二極管的正極與第三運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，其負(fù)極與所述第三運(yùn)算放大器的輸出端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于:所述第一分壓電路包括第十五電阻和第十六電阻，所述第十五電阻一端與第二精密半波整流電路的輸出端相連，另一端連接至第二輸出端，所述第十六電阻一端連接至第二輸出端，另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于: 所述第一檢測電路還包括第一濾波電路，該第一濾波電路包括第一電容，該第一電容一端連接至第一精密半波整流電路的輸入端，另一端接地； 所述第二檢測電路還包括第二濾波電路，該第二濾波電路包括第五電容，該第五電容一端連接至反相電壓跟隨電路的輸出端，另一端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于: 所述第一檢測電路還包括第一鉗位電路和第二鉗位電路，其中，該第一鉗位電路包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的正極與第一精密半波整流電路的輸入端相連，其負(fù)極連接第一預(yù)設(shè)正電壓，所述第二二極管的正極連接第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓，其負(fù)極與第一精密半波整流電路的輸入端相連；第二鉗位電路包括第五二極管和第六二極管，所述第五二極管的正極與第一輸出端相連，其負(fù)極連接第二預(yù)設(shè)正電壓，所述第六二極管的正極接地，其負(fù)極與第一輸出端相連； 第二檢測電路還包括第三鉗位電路和第四鉗位電路，其中，第三鉗位電路包括第七二極管和第八二極管，所述第七二極管的正極與反相電壓跟隨電路的輸出端相連，其負(fù)極連接第一預(yù)設(shè)正電壓，所述第八電容的正極連接第一預(yù)設(shè)負(fù)電壓，其負(fù)極與反相電壓跟隨電路的輸出端相連；第四鉗位電路包括第十一二極管和第十二二極管，所述第十一二極管的正極與第二輸出端相連，其負(fù)極連接第二預(yù)設(shè)正電壓，所述第十二二極管的正極接地，其負(fù)極與第二輸出端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性模擬量輸入檢測電路，其特征在于:還包括濾波及初始電壓限定電路，該濾波及初始電壓限定電路包括第一電感和第一電阻，所述第一電感一端與模擬量輸入端相連，另一端與第一檢測電路及第二檢測電路的輸入端相連，所述第一電阻一端與第一檢測電路及第二檢測電路的輸入端相連，另一端接地。
【文檔編號】G01R19/25GK104360146SQ201410655233
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】賈凌, 唐益宏 申請人:深圳市英威騰電氣股份有限公司