本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種自適應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是從數(shù)據(jù)源收集、識(shí)別和選取數(shù)據(jù)的過程，在智能控制中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為測(cè)控系統(tǒng)不可缺少的部分,數(shù)據(jù)采集的性能特點(diǎn)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)。在采集信號(hào)時(shí)，信號(hào)變化往往變化范圍比較大，然而現(xiàn)有的采集系統(tǒng)的放大增益固定，造成小信號(hào)采樣無法放大到合適區(qū)間的問題。

在現(xiàn)成應(yīng)用中，供電端受外界電壓波動(dòng)、電源雜波、負(fù)載變化等因素，影響采樣精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于溫度、壓力、流量和濕度等前端傳感器采集。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種自適應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是：包括電源電路、CPU電路、校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、濾波電路、細(xì)調(diào)放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、預(yù)測(cè)電路和通信電路，所述電源電路為系統(tǒng)供電，采集的數(shù)據(jù)信號(hào)依次經(jīng)過校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、濾波電路、細(xì)調(diào)放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路與CPU電路用SPI總線連接，所述細(xì)調(diào)放大電路同時(shí)將信號(hào)傳給預(yù)測(cè)電路，預(yù)測(cè)電路連接CPU電路，CPU電路分別連接校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、細(xì)調(diào)放大電路和預(yù)測(cè)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行反饋，控制校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、細(xì)調(diào)放大電路和預(yù)測(cè)電路相應(yīng)支路的選通，重復(fù)調(diào)節(jié)，CPU電路將最終采集結(jié)果發(fā)送給通信電路。

優(yōu)選地，所述電源電路提供+5V、-5V、+3.3V、+5V四路電壓，所述校準(zhǔn)電路包括電子開關(guān)，電子開關(guān)的通斷受CPU電路控制，所述粗調(diào)放大電路包括對(duì)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)1、4、16、64、256倍的放大的四級(jí)獨(dú)立放大電路，所述濾波電路包括無源二階濾波電路和有源壓控帶通濾波電路，所述細(xì)調(diào)放大電路包括衰減倍數(shù)為1、2、4、8、16的電阻網(wǎng)絡(luò)衰減電路，用以對(duì)信號(hào)進(jìn)行細(xì)調(diào)，所述預(yù)測(cè)電路包括可電控變換運(yùn)放電路、比較電路和門電路，所述AD轉(zhuǎn)換電路采用16位高精度4通道AD芯片U20，U20的型號(hào)為AD7175，所述CPU電路采用單片機(jī)U4，型號(hào)為STM32，所述通信電路包括收發(fā)器U6，型號(hào)為SP485。

優(yōu)選地，所述電源電路包括第一電壓產(chǎn)生電路、第二電壓產(chǎn)生電路、第三電壓產(chǎn)生電路和第四電壓產(chǎn)生電路；

所述第一電壓產(chǎn)生電路包括第一濾波電路、耗能元件R2和穩(wěn)壓芯片U1，所述第一濾波電路包括濾波電容C3～C11、濾波電感L3和第一二階LC濾波電路，第一二階LC濾波電路包括電感線圈L1和L2、電容C1和C2，所述電容C9的一端接地，另一端分別連接電源、電阻R2、電感線圈L1，電感線圈L1的另一端分別連接電容C1和電感線圈L2，電感線圈L2的另一端連接電容C2、電容C10、電容C3和穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳，電阻R2、電容C1、電容C2、電容C10、電容C3的另一端以及穩(wěn)壓芯片U1的GND管腳均接地，穩(wěn)壓芯片U1的OUT管腳分別連接電容C4和電感線圈L3，電感線圈L3的另一端分別連接電容C5～C8、電容C11的一端，電容C4～C8、電容C11的另一端均接地，所述電容C11的一端輸出+5V控制電壓；

所述第二電壓產(chǎn)生電路包括穩(wěn)壓芯片U2、第二濾波電路和指示電路，所述第二濾波電路包括濾波電容C12～C14，所述指示電路包括耗能電阻R1和發(fā)光二極管D1，所述電感線圈L3的另一端還連接所述穩(wěn)壓芯片U2的Vin管腳，穩(wěn)壓芯片的GND管腳接地，Vout管腳分別連接電容C12～C14和電阻R1的一端，電容C12～C14的另一端均接地，電阻R1的另一端通過發(fā)光二極管D1接地，所述電容C14的一端輸出3.3V控制電壓；

所述第三電壓產(chǎn)生電路包括電壓可調(diào)的功率放大電路和第三濾波電路，所述第三濾波電路包括濾波電容C17～C20，所述電壓可調(diào)的功率放大電路包括穩(wěn)壓芯片U5和電阻R7、R9,還包括肖特基二極管D5，所述肖特基二極管的一端連接8V輸入電壓，另一端分別連接電容C17、C18的一端以及穩(wěn)壓芯片U5的IN管腳，電容C17、C18的另一端均接地，穩(wěn)壓芯片U5的OUT管腳分別連接電容C19、C20、電阻R7的一端，ADJ管腳分別連接電阻R7的另一端、電阻R9的一端，電阻R9、電容C19、C20的另一端接地，所述電容C20的一端輸出+5V控制電壓；

所述第四電壓產(chǎn)生電路包括負(fù)壓產(chǎn)生電路、第四濾波電路、消諧電感L4、儲(chǔ)能電感L8、二極管D7和放大擴(kuò)流電路，所述負(fù)壓產(chǎn)生電路包括負(fù)壓產(chǎn)生芯片U8，電阻R14、R15和R12、電容C36，所述第四濾波電路包括濾波電容C22～C24和第二二階LC濾波電路，第二二階LC濾波電路包括電容C27、C28和電感線圈L5、L6，所述擴(kuò)流放大電路包括第五濾波電路、穩(wěn)壓芯片U7和電阻R16、R17；所述第五濾波電路包括濾波電容C29～C35、電感線圈L7；所述芯片U8的第5管腳分別連接電阻R14、R15的一端，電阻R14、R15的另一端接地，負(fù)壓產(chǎn)生芯片U8的第4管腳接地，第6管腳分別連接電阻R12、電容C22～C24、消諧電感L4的一端，電阻R12的另一端分別連接負(fù)壓產(chǎn)生芯片U8的第1、7和8管腳，電容C22～C24的另一端接地，消諧電感L4的另一端接8V輸入電源，負(fù)壓產(chǎn)生芯片U8的第2管腳分別連接二極管D7和儲(chǔ)能電感L8的一端，二極管D7和儲(chǔ)能電感L8的另一端均接地，負(fù)壓產(chǎn)生芯片U8的第3管腳通過電容C36接地，所述二極管D7的另一端還分別連接電感線圈L5和電容C27的一端，電感線圈L5的另一端分別連接電感線圈L6和電容C28的一端，電感線圈L6的另一端分別連接電容C29、C30、C34的一端和穩(wěn)壓芯片U7的IN管腳，電容C27～C30、C34的另一端均接地，穩(wěn)壓芯片U7的ADJ管腳分別連接電阻R16和R17的一端，OUT管腳分別連接電阻R16的另一端、電感線圈L7和電容C31的一端，電感線圈L7的另一端分別連接電容C32、C33和C35，電阻R17、電容C31～C33、C35的另一端均接地，所述電容C35的一端輸出-5V的控制電壓。

優(yōu)選地，所述校準(zhǔn)電路包括三個(gè)電子開關(guān)U11A、U12C和U12D，還包括自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP3和濾波電容C41，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP3的一端連接輸入信號(hào)，另一端連接電子開關(guān)U11A的2管腳，電子開關(guān)U11A的1管腳分別連接電子開關(guān)U12C的4管腳、電子開關(guān)U12D的8管腳、電容C41的一端，電子開關(guān)U11A的13管腳、電子開關(guān)U12C的5管腳、電子開關(guān)U12D的6管腳分別連接單片機(jī)U4的34～36管腳，電子開關(guān)U12C的3管腳接地，U12D的6管腳接基準(zhǔn)電壓，電容C41的另一端接地。

優(yōu)選地，所述粗調(diào)放大電路包括第一控制芯片U15，受第一控制芯片控制的五個(gè)電子開關(guān)U11B、U11C、U11D、U12A和U12B，還包括四個(gè)級(jí)聯(lián)的放大電路，每個(gè)放大電路包括放大倍數(shù)為4的放大單元和級(jí)間濾波電容，所述放大單元包括放大器、電源濾波電容和阻抗匹配電阻，所述級(jí)間濾波電容包括電容C41～C46，所述放大器包括U9A、U9B、U10A和U10B，所述電源濾波電容包括電容C37～C40，所述阻抗匹配電阻包括電阻R18～R29，所述第一控制芯片U15的15管腳連接電子開關(guān)U11B的12管腳，1管腳連接電子開關(guān)U11C的5管腳，2號(hào)管腳連接電子開關(guān)U11C的6管腳，3管腳連接電子開關(guān)U12A的13管腳，4管腳連接電子開關(guān)U12B的12管腳，13管腳接地，10管腳接+5V電源，11、12和14管腳分別連接單片機(jī)U4的40、51和39管腳；

電容C41的一端分別連接電子開關(guān)U12D的8管腳、電阻R26的一端，另一端接地，電阻R26的另一端分別連接電子開關(guān)U11B的10管腳和放大器U9A的3管腳，U9A的2管腳分別連接電阻R18和R22的一端，電阻R22的另一端接地，放大器U9A的1管腳分別連接電阻R18的另一端，電容C42、電阻R27的一端和電子開關(guān)U11C的3管腳，電容C42的另一端接地，U9A的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C37的兩端分別接U9A的8管腳和地；

電阻R27的另一端連接放大器U9B的5管腳，U9B的6管腳分別連接電阻R19和R23的一端，電阻R23的另一端接地，放大器U9B的7管腳分別連接電阻R19的另一端，電容C43、C44，電阻R28的一端，電容C43、C44的另一端接地，U9B的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C38的兩端分別接U9B的8管腳和地；

電阻R28的另一端分別連接電子開關(guān)U11D的9管腳和放大器U10A的3管腳，U10A的2管腳分別連接電阻R20和R24的一端，電阻R24的另一端接地，放大器U10A的1管腳分別連接電阻R20的另一端，電容C45、電阻R29的一端和電子開關(guān)U12A的2管腳，電容C45的另一端接地，U10A的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C39的兩端分別接U10A的8管腳和地；

電阻R29的另一端連接放大器U10B的5管腳，U10B的6管腳分別連接電阻R21和R25的一端，電阻R25的另一端接地，放大器U10B的7管腳分別連接電阻R21的另一端、電容C46的一端和電子開關(guān)U12B的10管腳，電容C46的另一端接地，U10B的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C40的兩端分別接U10B的8管腳和地。

優(yōu)選地，所述無源二階濾波電路包括無源RC濾波電路和交流隔離濾波電路，無源RC濾波電路包括電阻R60和電容C53，交流隔離濾波電路包括電容C50和電阻R61，所述有源壓控帶通濾波電路包括帶通頻率頻帶選擇網(wǎng)絡(luò)和濾波信號(hào)放大電路，所述帶通頻率頻帶選擇網(wǎng)絡(luò)包括電阻R55、R63和電容C52、C54，所述濾波信號(hào)放大電路包括放大器U19A、電阻R54、電阻R57、輸入濾波電容C55、輸出濾波電容C52和電源濾波電容C49，所述濾波電路還包括電壓跟隨器*2D；

所述電阻R60的一端分別連接電子開關(guān)U11B的11管腳、電子開關(guān)U11C的4管腳、U11D的8管腳、U12A的1管腳和U12B的11管腳，另一端分別連接電容C53和C50的一端，電容C53的另一端接地，電容C50的另一端連接電阻R61一端，電阻R61的另一端分別連接電容C54、C51和電阻R55的一端，電容R51的另一端分別連接電阻R63、電容C55的一端和放大器U19A的3管腳，電容C54、C55和電阻R63的另一端均接地，放大器U19A的2管腳分別連接電阻R57和R53的一端，R57的另一端接地，放大器U19A的管腳分別連接電阻R55、R53的另一端，電容C52的一端和電壓跟隨器*2D的13管腳，電容C52的另一端接地，放大器U19A的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C49的兩端分別接U19A的8管腳和地，電壓跟隨器*2D的12和14管腳連接并輸出信號(hào)。

優(yōu)選地，所述細(xì)調(diào)放大電路包括信號(hào)衰減電路，電子開關(guān)U16B、U16D、U18A、U18B和U18C，信號(hào)放大單元，控制芯片U17，電阻R41、R49、電容C47、C48組成的濾波電路，所述信號(hào)衰減電路包括電阻R45、R51、R58、R64和R65，信號(hào)放大單元包括放大器*1C和電阻R37、R38；

電阻R45的一端分別連接電壓跟隨器*2D的12、14管腳和電子開關(guān)U16B的10管腳，電阻R45的另一端分別連接電阻R51的一端、電子開關(guān)U16D的9管腳，電阻R51的另一端分別連接電阻R58的一端和電子開關(guān)U18A的2管腳，電阻R58的另一端分別連接電阻R564的一端和電子開關(guān)U18B的10管腳，電阻R64的另一端分別連接電阻R65的一端和電子開關(guān)U18C的3管腳，電阻R65的另一端接地；電子開關(guān)U16B11管腳通過電阻R44、電子開關(guān)U16D的8管腳、電子開關(guān)U18A的1管腳、電子開關(guān)U18B的11管腳、電子開關(guān)U18C的4管腳通過電阻R66均連接放大器*1C的10管腳，放大器*1C的9管腳分別連接電阻R37、R38的一端，電阻R37的另一端接地，放大器*1C的8管腳分別連接電阻R38的另一端和R41的一端，電阻R41的另一端分別連接電容C47的一端和所述預(yù)測(cè)電路和電阻R49的一端，電阻R49的另一端分別連接所述AD轉(zhuǎn)換電路和電容C48的一端，電容C48的另一端接地；控制芯片U17的1～4、15管腳分別對(duì)應(yīng)連接電子開關(guān)U18B的12管腳、電子開關(guān)U18A的13管腳、電子開關(guān)U16D的6管腳、電子開關(guān)U16B的12管腳和電子開關(guān)U18C的5管腳，控制芯片U17的13管腳接地，10管腳接5V電壓，11、12、14管腳分別連接單片機(jī)U4的2、53和3管腳。

優(yōu)選地，所述預(yù)測(cè)電路的可變換運(yùn)放電路包括電子開關(guān)U16A、U16C和放大器*1D、*2A，所述比較電路包括放大器*1A、*1B、*2B和*2C，所述預(yù)測(cè)電路還包括電阻網(wǎng)絡(luò)R30～R36、R39、R40、R42、R43、R47、R48、R50、R52、R54、R56、R59和R62，反相器U13A、U13B和門電路U14A、U14B；

所述電阻R32的一端連接所述細(xì)調(diào)放大電路，電阻R32的另一端分別連接電阻R31、R39、R50和R56的一端以及放大器*2A的1管腳，電阻R36的一端連接所述信號(hào)細(xì)調(diào)放大電路，另一端連接電子開關(guān)U16A的2管腳，電子開關(guān)U16A的1管腳分別連接電阻R23、R35、R48和R54的一端，放大器*1D的14管腳和電子開關(guān)U16C的3管腳，放大器*1D的13管腳連接電阻R42的一端，12管腳通過電阻R46接地，電阻R42的另一端連接細(xì)調(diào)放大電路，電子開關(guān)U16C的4管腳連接放大器*2A的2管腳，放大器*2A的1、3管腳均分別連接電阻R31、R39、R50和R56的一端，電阻R34、R52的一端均連接+5V電壓，電阻R40、R59的一端均連接-5V電壓，放大器*1A的3管腳分別連接電阻R31、R33和R34的另一端和電阻R30的一端，2管腳與放大器*1B的6管腳連接，放大器*1A的1管腳分別連接電阻R30的另一端和反相器U13A的1管腳，放大器*1B的5管腳分別連接電阻R35、R39和R40的另一端以及電阻R43的一段，電阻R43的另一端分別連接放大器*1B的7管腳和門電路U14A的2管腳，門電路U14A的1管腳連接放大器*1A的2管腳，放大器*2B的5管腳分別連接電阻R48、R50和R52的另一端以及電阻R47的一端，6管腳連接放大器*2C的9管腳，放大器*2B的7管腳分別連接電阻R47的另一端和門電路U14B的4管腳，放大器*2C的10管腳分別連接電阻R54、R56、R59的另一端以及電阻R62的一端，8管腳分別連接電阻R62的另一端和反相器U13B的3管腳，U13B的4管腳連接門電路U14B的5管腳，電子開關(guān)U16A的13管腳、U16C的5管腳、門電路U14A的3管腳和門電路U14B的6管腳分別連接單片機(jī)U4的9、10、11和24管腳。

優(yōu)選地，所述AD轉(zhuǎn)換電路還包括電阻R67、R68和電容C56、C57組成的對(duì)輸入信號(hào)的濾波電路和對(duì)地信號(hào)的濾波電路，所述對(duì)地信號(hào)濾波電路包括電阻R70、R69和電容C60、C62，所述AD轉(zhuǎn)換電路還包括濾波電容C58、C59、C61、C63～C66；

所述電容C57的一端連接所述細(xì)調(diào)放大電路，另一端分別連接電阻R67和R68的一端，電阻R67的另一端接地，電阻R68的另一端分別連接電容C56的一端和AD芯片U20的AINO管腳，電容C56的另一端接地，AD芯片U20的AINI管腳分別連接電阻R69和電容C62的一端，電容C62的另一端接地，電阻R69的另一端分別連接電容C60和電阻R70的一端，電阻R70的另一端接2.5V基準(zhǔn)電壓，電容C60的另一端接地，AD芯片U20的REFOUT管腳分別連接2.5V基準(zhǔn)電壓和電容C65的一端，REF+管腳連接電容C66的一端，REF-管腳接地，電容C65、C66的另一端均接地，AD芯片U20的IOVDD管腳分別連接電容C58、C59、C61的一端和3.3V電壓，GND管腳和電容C58、C59、C61的另一端均接地，ADVV1管腳、AVDD2管腳和VSS管腳均接3.3V電源，REGPD管腳接電容C63的一端，電容C63的另一端接地，REGPA管腳接電容C64的一端，電容C64的另一端接地，AD芯片的SYNC、CS、DIN和DOUT管腳分別連接單片機(jī)U4的20～23管腳。

優(yōu)選地，所述單片機(jī)U4的5、6管腳連接晶振電路，60、7管腳連接電阻R11、R13和電感C26組成的濾波電路,1、32、48、64、19和13管腳均接3.3V電壓，28管腳通過電阻R3接地，所述晶振電路包括電阻R8，晶振Y1和電容C21、C25，電容C21的一端接地，另一端分別連接晶振Y1、電阻R8的一端和單片機(jī)U4的5管腳，電容C25的一端接地，另一端分別連接晶振Y1、電阻R8的另一端和單片機(jī)U4的6管腳，電阻R11的一端連接3.3V電壓，另一端分別連接電阻R13的一端和單片機(jī)U4的60管腳，單片機(jī)U4的7管腳通過電容C26接地，電阻R13的另一端接地，31、47、63、18和12管腳均接地；

所述通信電路包括信號(hào)指示電路、方向控制電路、保護(hù)電路和電容C15、C16組成的電源濾波電路，所述指示電路包括門電路IC1A、IC1C，電阻R4、R10和發(fā)光二極管D4、D6，方向控制電路包括門電路IC1B，所述保護(hù)電路包括TVS管D2、D3，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP1、RP2和電阻R5、R6；所述收發(fā)器U6的5管腳接地，6管腳分別連接電阻R5的一端和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP1的一端，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP1的另一端分別接TVS管D3的一端和輸出信號(hào)A，電阻R6的另一端、TVS管D3的另一端均接地，7管腳分別連接電阻R6的一端和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP2的一端，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP2的另一端分別接TVS管D2的一端和輸出信號(hào)B，電阻R6的另一端、TVS管D2的另一端均接地，收發(fā)器U6的4管腳分別連接門電路IC1A的1管腳、IC1B的3管腳和單片機(jī)42管腳，門電路IC1A的2管腳依次連接電阻R4、發(fā)光二極管D4和地，收發(fā)器U6的2、3管腳均連接門電路IC1B的4管腳，1管腳分別連接單片機(jī)U4的43管腳和門電路IC1C的5管腳，門電路IC1C的6管腳依次連接電阻R10、發(fā)光二極管D6和地。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述采樣系統(tǒng)可適用范圍廣，廣泛適用于溫度、壓力、流量、濕度等前端傳感器采集；電源電路產(chǎn)生穩(wěn)定的四路電壓，電壓之間無干擾；多處LC濾波結(jié)構(gòu)，消除電源的干擾，增強(qiáng)濾波效果，使輸出電壓更加穩(wěn)定；放大擴(kuò)流電路形成高精度的穩(wěn)壓放大電路，產(chǎn)生小溫漂的穩(wěn)定電源；校準(zhǔn)電路能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)信號(hào)，校準(zhǔn)零點(diǎn)信號(hào)，滿度信號(hào)的可控選擇進(jìn)行校準(zhǔn)控制信號(hào)采集；粗調(diào)放大電路采用四級(jí)獨(dú)立的放大電路，對(duì)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)1、4、16、64、256倍的放大；每級(jí)放大電路可通過電子開關(guān)控制導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)的增益可調(diào)；濾波電路能夠及時(shí)的針對(duì)不同頻帶信號(hào)帶來的干擾進(jìn)行濾波，有效抑制頻帶外的噪聲干擾；細(xì)調(diào)放大電路采用電阻網(wǎng)絡(luò)衰減電路，對(duì)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)1,2,4，8,16倍衰減，且衰減倍數(shù)可調(diào)，保證信號(hào)的線性放大。預(yù)測(cè)電路通過四級(jí)比較電路將輸入信號(hào)的范圍與預(yù)設(shè)窗口進(jìn)行比較，將結(jié)果發(fā)送給CPU電路進(jìn)行預(yù)測(cè)判斷，CPU電路通過對(duì)比較結(jié)果的預(yù)測(cè)判斷，調(diào)整前級(jí)的信號(hào)調(diào)節(jié)放大電路等，優(yōu)先為系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)增益調(diào)節(jié)，及時(shí)達(dá)到良好的效果；AD轉(zhuǎn)換電路的對(duì)地信號(hào)濾波電路，模擬差分采樣，減少電源的差模干擾和信號(hào)的差模干擾，提高采樣速度和精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明所述電源電路的電路圖；

圖3是本發(fā)明所述校準(zhǔn)電路的電路圖；

圖4是本發(fā)明所述粗調(diào)放大電路的電路圖；

圖5是本發(fā)明所述濾波電路的電路圖；

圖6是本發(fā)明所述細(xì)調(diào)放大電路的電路圖；

圖7是本發(fā)明所述預(yù)測(cè)電路的電路圖；

圖8是本發(fā)明所述AD轉(zhuǎn)換電路的電路圖；

圖9是本發(fā)明所述CPU電路和通信電路的電路圖；

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明包括電源電路、CPU電路、校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、濾波電路、細(xì)調(diào)放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、預(yù)測(cè)電路和通信電路，所述電源電路為系統(tǒng)供電，采集的數(shù)據(jù)信號(hào)依次經(jīng)過校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、濾波電路、細(xì)調(diào)放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路與CPU電路用SPI總線連接，所述細(xì)調(diào)放大電路同時(shí)將信號(hào)傳給預(yù)測(cè)電路，預(yù)測(cè)電路連接CPU電路，CPU電路分別連接校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、細(xì)調(diào)放大電路和預(yù)測(cè)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行反饋，控制校準(zhǔn)電路、粗調(diào)放大電路、細(xì)調(diào)放大電路和預(yù)測(cè)電路相應(yīng)支路的選通，重復(fù)調(diào)節(jié)，CPU電路將最終采集結(jié)果發(fā)送給通信電路。

如圖2所示，所述電源電路包括第一路電壓產(chǎn)生電路、第二路電壓產(chǎn)生電路、第三路電壓產(chǎn)生電路和第四一路電壓產(chǎn)生電路，所述第一路電壓產(chǎn)生電路包括第一濾波電路、耗能元件R2和穩(wěn)壓芯片U1，第一濾波電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波并消除共模干擾，耗能元件R2在系統(tǒng)斷電時(shí)，及時(shí)消耗儲(chǔ)能元件的電能，防止震蕩，穩(wěn)壓芯片U1產(chǎn)生5V電壓，所述第二路電壓產(chǎn)生電路包括穩(wěn)壓芯片U2、第二濾波電路和指示電路，穩(wěn)壓芯片U2產(chǎn)生3.3V電壓，所述第三路電壓產(chǎn)生電路包括電壓可調(diào)的功率放大電路和第三濾波電路，所述電壓可調(diào)的功率放大電路包括穩(wěn)壓芯片U5，產(chǎn)生5V控制電壓，所述第四路電壓產(chǎn)生電路包括負(fù)壓產(chǎn)生電路、第四濾波電路、消諧電感L4、儲(chǔ)能電感L8、二極管D7和放大擴(kuò)流電路，所述負(fù)壓產(chǎn)生電路包括負(fù)壓產(chǎn)生芯片U8，產(chǎn)生-5V電壓。

優(yōu)選地，所述第一濾波電路包括濾波電容C3～C11、濾波電感L3和第一二階LC濾波電路，第一二階LC濾波電路包括電感線圈L1和L2、電容C1和C2，所述電容C9的一端接地，另一端分別連接電源、電阻R2、電感線圈L1，電感線圈L1的另一端分別連接電容C1和電感線圈L2，電感線圈L2的另一端連接電容C2、電容C10、電容C3和穩(wěn)壓芯片U1的IN管腳，電阻R2、電容C1、電容C2、電容C10、電容C3的另一端以及穩(wěn)壓芯片U1的GND管腳均接地，穩(wěn)壓芯片U1的OUT管腳分別連接電容C4和電感線圈L3，電感線圈L3的另一端分別連接電容C5～C8、電容C11的一端，電容C4～C8、電容C11的另一端均接地，所述電容C11的一端輸出+5V電壓。其中外部電源輸入首先經(jīng)過電解電容C9對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行粗調(diào)濾波，電解電容C9的規(guī)格為470μF/16V，電阻R2的阻值為1kΩ,第一二階LC濾波電路，消除共模干擾，且C1的電容值10μF，C2的電容值0.1μF，電感線圈L1，L2規(guī)格均為FB30R13A。電容C10、C3為濾波電容，將信號(hào)進(jìn)一步濾波，C3的電容值10μF，C10的電容值100μF。U1為穩(wěn)壓芯片，型號(hào)為AZ1117D-5.0。C4為濾波電容，電容值10μF，L3為濾波電感，規(guī)格FB30R13A，電容C5～C8、C11進(jìn)一步濾波，其中C5為10μF，C6μF，C7規(guī)格220μF/16V，C8規(guī)格10μF/16V,C11為100μF。

優(yōu)選地，所述第二濾波電路包括濾波電容C12～C14，所述指示電路包括耗能電阻R1和發(fā)光二極管D1，所述電感線圈L3的另一端還連接所述穩(wěn)壓芯片U2的2、4管腳，穩(wěn)壓芯片的1管腳接地，3管腳分別連接電容C12～C14和電阻R1的一端，電容C12～C14的另一端均接地，電阻R1的另一端通過發(fā)光二極管D1接地，所述電容C14的一端輸出3.3V控制電壓。其中，穩(wěn)壓芯片U2和濾波電容C12～C14產(chǎn)生3.3V電壓，穩(wěn)壓芯片U2的型號(hào)為HT7533，電容C12～C14的規(guī)格均為10μF/16V。電阻R1和發(fā)光二極管D1指示系統(tǒng)是否有電，R1為330Ω。

優(yōu)選地，所述第三濾波電路包括濾波電容C17～C20，所述電壓可調(diào)的功率放大電路包括穩(wěn)壓芯片U5和電阻R7、R9,還包括肖特基二極管D5，所述肖特基二極管的一端連接8V輸入電壓，另一端分別連接電容C17、C18的一端以及第三穩(wěn)壓芯片U5的3管腳，電容C17、C18的另一端均接地，穩(wěn)壓芯片U5的2管腳分別連接電容C19、C20、電阻R7的一端，1管腳分別連接電阻R7的另一端、電阻R9的一端，電阻R9、電容C19、C20的另一端接地，所述電容C20的一端輸出+5V控制電壓。肖特基二極管D5利用小壓降特性防止電源反接造成的影響，穩(wěn)壓芯片U5的型號(hào)為L(zhǎng)M317，與U7共同構(gòu)成電壓可調(diào)功率放大電路的電阻R7、R9的阻值分別為390Ω、12KΩ,濾波電容C17～C20的電容值分別為10μF、0.01μF.10μF和0.1μF。

優(yōu)選地，所述負(fù)壓產(chǎn)生電路還包括電阻R14、R15和R12、電容C36，所述第四濾波電路包括濾波電容C22～C24和第二二階LC濾波電路，第二二階LC濾波電路包括電容C27、C28和電感線圈L5、L6，所述擴(kuò)流放大電路包括第五濾波電路、穩(wěn)壓芯片U7和電阻R16、R17；所述第五濾波電路包括濾波電容C29～C35、電感線圈L7；所述芯片U8的第5管腳分別連接電阻R14、R15的一端，電阻R14、R15的另一端接地，U8的第4管腳接地，U8的第6管腳分別連接電阻R12、電容C22～C24、消諧電感L4的一端，電阻R12的另一端分別連接U8的第1、7和8管腳，電容C22～C24的另一端接地，消諧電感的另一端接8V輸入電源，U8的第2管腳分別連接二極管D7和儲(chǔ)能電感L8的一端，二極管D7和儲(chǔ)能電感L8的另一端均接地，U8的第3管腳通過電容C36接地，所述二極管D7的另一端還分別連接電感線圈L5和電容C27的一端，電感線圈L5的另一端分別連接電感線圈L6和電容C28的一端，電感線圈L6的另一端分別連接電容C29、C30、C34的一端和穩(wěn)壓芯片U7的2管腳，電容C27～C30、C34的另一端均接地，穩(wěn)壓芯片U7的1管腳分別連接電阻R16和R17的一端，3管腳分別連接電阻R16的另一端、電感線圈L7和電容C31的一端，電感線圈L7的另一端分別連接電容C32、C33和C35，電阻R17、電容C31～C33、C35的另一端均接地，所述電容C35的一端輸出-5V的控制電壓。其中L4為消諧電感，規(guī)格為FB30R13A，電容C22～C24為電源濾波，電容值分別為100μF.10μF和0.1μF，負(fù)壓產(chǎn)生芯片U8的型號(hào)為MC34063，U8與電阻R12、R14和R15組成負(fù)壓產(chǎn)生電路，電阻R12、R14和R15的阻值分別為0.18Ω、12KΩ和6.8KΩ，電容C36為390PF，電感L8為儲(chǔ)能電感，值為100μH，第二二階LC濾波電路，消除共模干擾，電容L5，L6均為FB30R13A，電容C27、C28均為10μF，濾波電容C29～C35的電容值分別為0.1μF、10μF、10μF、10μF、0.1μF、100μF、100μF，電感L7為FB30R13A，電阻R16、R17的阻值分別為390Ω、12KΩ。本發(fā)明所述的電容有電解電容C7～C14、C17～C20、C22、C34和C35，非電解電容C1～C6、C27～C33、C23、C24和C36，這樣設(shè)計(jì)是為了得到更好的濾波效果，使產(chǎn)生的電壓更加穩(wěn)定。

如圖3所示，所述校準(zhǔn)電路包括三個(gè)電子開關(guān)U11A、U12C和U12D，還包括自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP3和濾波電容C41，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP3的一端連接輸入信號(hào)，另一端連接電子開關(guān)U11A的2管腳，電子開關(guān)U11A的1管腳分別連接電子開關(guān)U12C的4管腳、電子開關(guān)U12D的8管腳、電容C41的一端，電子開關(guān)U11A的13管腳、電子開關(guān)U12C的5管腳、電子開關(guān)U12D的6管腳分別連接單片機(jī)U4的34～36管腳，電子開關(guān)U12C的3管腳接地，U12D的6管腳接基準(zhǔn)電壓，電容C41的另一端接地。三電子開關(guān)U11A、U12C和U12D受單片機(jī)控制，分別連接單片機(jī)U4的34、35和36管腳，能夠分別實(shí)現(xiàn)真實(shí)信號(hào)，校準(zhǔn)零點(diǎn)信號(hào)，滿度信號(hào)的可控選擇。進(jìn)行校準(zhǔn)控制信號(hào)采集，其中電容C41的電容值為0.1μF。

如圖4所示，所述粗調(diào)放大電路包括四個(gè)級(jí)聯(lián)的放大電路，每個(gè)放大電路包括放大倍數(shù)為4的放大單元和級(jí)間濾波電容，對(duì)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)1、4、16、64和256倍的放大，還包括控制芯片U15和受控制芯片U15控制的五個(gè)電子開關(guān)U11B、U11C、U11D、U12A和U12B，五個(gè)電子開關(guān)構(gòu)成調(diào)解網(wǎng)絡(luò)，通過控制放大單元的導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)放大倍數(shù)的選擇，分別對(duì)應(yīng)控制的放大倍數(shù)為1、4、16、64和256倍。本發(fā)明所述電子開關(guān)均為4066。

優(yōu)選地，所述控制芯片U15為串并轉(zhuǎn)換芯片74HC595?？刂菩酒琔15的15管腳連接電子開關(guān)U11B的12管腳，1管腳連接電子開關(guān)U11C的5管腳，2號(hào)管腳連接電子開關(guān)U11C的6管腳，3管腳連接電子開關(guān)U12A的13管腳，4管腳連接電子開關(guān)U12B的12管腳，13管腳接地，10管腳接+5V電源，11、12和14管腳分別連接單片機(jī)U4的40、51和39管腳。所述放大單元包括放大器、電源濾波電容和阻抗匹配電阻，所述級(jí)間濾波電容包括電容C41～C46，所述放大器包括U9A、U9B、U10A和U10B，所述電源濾波電容包括電容C37～C40，所述阻抗匹配電阻包括電阻R18～R29。其中，所述放大器為L(zhǎng)M6172，電容C37～C46的電容值均為0.1μF，電阻R18～R21的電阻值均為30KΩ，電阻R22～R25的電阻值均為10KΩ，電阻R26～R29的電阻值均為2KΩ。

優(yōu)選地，電容C41的一端連接電子開關(guān)U12D的8管腳，另一端連接電阻R26的一端，電阻R26的另一端分別連接電子開關(guān)U11B的10管腳和放大器U9A的3管腳，U9A的2管腳分別連接電阻R18和R22的一端，電阻R22的另一端接地，放大器U9A的1管腳分別連接電阻R18的另一端，電容C42、電阻R27的一端和電子開關(guān)U11C的3管腳，電容C42的另一端接地，U9A的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C37的兩端分別接U9A的8管腳和地；電阻R27的另一端連接放大器U9B的5管腳，U9B的6管腳分別連接電阻R19和R23的一端，電阻R23的另一端接地，放大器U9B的7管腳分別連接電阻R19的另一端，電容C43、C44，電阻R28的一端，電容C43、C44的另一端接地，U9B的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C38的兩端分別接U9B的8管腳和地；電阻R28的另一端分別連接電子開關(guān)U11D的9管腳和放大器U10A的3管腳，U10A的2管腳分別連接電阻R20和R24的一端，電阻R24的另一端接地，放大器U10A的1管腳分別連接電阻R20的另一端，電容C45、電阻R29的一端和電子開關(guān)U12A的2管腳，電容C45的另一端接地，U10A的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C39的兩端分別接U10A的8管腳和地；電阻R29的另一端連接放大器U10B的5管腳，U10B的6管腳分別連接電阻R21和R25的一端，電阻R25的另一端接地，放大器U10B的7管腳分別連接電阻R21的另一端、電容C46的一端和電子開關(guān)U12B的10管腳，電容C46的另一端接地，U10B的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C40的兩端分別接U10B的8管腳和地。

如圖5所示，濾波電路包括無源二階濾波電路和有源壓控帶通濾波電路，所述無源二階濾波電路包括無源RC濾波電路和RC交流隔離濾波電路，所述有源壓控帶通濾波電路包括頻率頻帶選擇網(wǎng)絡(luò)和濾波信號(hào)放大電路，所述多階濾波電路還包括電壓跟隨器*2D，所述電壓跟隨器*2D為L(zhǎng)M324。

優(yōu)選地，所述無源RC濾波電路包括電阻R60和電容C53，消除共模干擾，RC交流隔離濾波電路包括電容C50和電阻R61。所述帶通頻率頻帶選擇網(wǎng)絡(luò)包括電阻R55、R63和電容C51、C54，通過改變電阻R55、R63和電容C52、C54的參數(shù)，可調(diào)整中心頻率。所述濾波信號(hào)放大電路包括放大器U19A和電阻R54、R57，對(duì)濾波后信號(hào)進(jìn)行加強(qiáng)，還包括輸入濾波電容C55，輸出濾波電容C52和電源濾波電容C49，對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步濾波，消除干擾，放大后的信號(hào)經(jīng)過電壓跟隨器*2D隔離輸出，同時(shí)增強(qiáng)了電路負(fù)載能力。所述放大器U19A為L(zhǎng)M6172。電阻R53、R55、R57、R60、R61和R63的電阻值分別為68KΩ、10KΩ、20KΩ、1KΩ、10KΩ和10KΩ，電容C49、C50、C52～C55的電容值均為0.1μF，電容C51為470PF。

優(yōu)選地，所述電阻R60的一端接入輸入信號(hào)，另一端分別連接電容C53和C50的一端，電容C53的另一端接地，電容C50的另一端連接電阻R61一端，電阻R61的另一端分別連接電容C54、C51和電阻R55的一端，電容R51的另一端分別連接電阻R63、電容C55的一端和放大器U19A的3管腳，電容C54、C55和電阻R63的另一端均接地，放大器U19A的2管腳分別連接電阻R57和R53的一端，R57的另一端接地，放大器U19A的管腳分別連接電阻R55、R53的另一端，電容C52的一端和電壓跟隨器*2D的13管腳，電容C52的另一端接地，放大器U19A的4管腳接-5V電壓，8管腳接+5V電壓，電容C49的兩端分別接U19A的8管腳和地，電壓跟隨器*2D的12、14管腳連接并輸出信號(hào)。

如圖6所示，細(xì)調(diào)放大電路包括電阻網(wǎng)絡(luò)衰減電路，衰減倍數(shù)為1,2,4，8,16，還包括控制芯片U17和受控制芯片U17控制的五個(gè)電子開關(guān)U16B、U16D、U18A、U18B和U18C，五個(gè)電子開關(guān)構(gòu)成調(diào)解網(wǎng)絡(luò)，通過控制所述電阻網(wǎng)絡(luò)衰減電路的選通實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)衰減倍數(shù)的選擇，還包括信號(hào)放大電路，所述信號(hào)放大電路包括運(yùn)算放大器*1C，對(duì)衰減信號(hào)進(jìn)行二倍放大，控制芯片U17為串并轉(zhuǎn)換芯片74LS959，運(yùn)算放大器*1C為L(zhǎng)M324。所述控制芯片U17的1～4、15管腳分別對(duì)應(yīng)連接電子開關(guān)U18B的12管腳、電子開關(guān)U18A的13管腳、電子開關(guān)U16D的6管腳、電子開關(guān)U16B的12管腳和電子開關(guān)U18C的5管腳，控制芯片U17的13管腳接地，10管腳接5V電壓，11、12、14管腳分別連接單片機(jī)U4的2、53和3管腳。所述電阻網(wǎng)絡(luò)衰減電路包括電阻R45、R51、R58、R64和R65，信號(hào)放大單元包括放大器*1C和電阻R37、R38，所述信號(hào)細(xì)調(diào)控制電路還包括電阻R41和電容C47組成的濾波電路。其中電阻R45、R51、R58、R64和R65的阻值分別為2KΩ、1KΩ、500Ω、250Ω和50Ω，電阻R37、R38和R41的阻值均為1KΩ，電容C47的電容值為0.1μF。

優(yōu)選地，所述電阻R45的一端分別連接輸入信號(hào)和電子開關(guān)U16B的10管腳，電阻R45的另一端分別連接電阻R51的一端、電子開關(guān)U16D的9管腳，電阻R51的另一端分別連接電阻R58的一端和電子開關(guān)U18A的2管腳，電阻R58的另一端分別連接電電阻R564的一端和電子開關(guān)U18B的10管腳，電阻R64的另一端分別連接電阻R65的一端和電子開關(guān)U18C的3管腳，電阻R65的另一端接地；電子開關(guān)U16B11管腳通過電阻R44、電子開關(guān)U16D的8管腳、電子開關(guān)U18A的1管腳、電子開關(guān)U18B的11管腳、電子開關(guān)U18C的4管腳通過電阻R66均連接放大器*1C的10管腳，放大器*1C的9管腳分別連接電阻R37、R38的一端，電阻R37的另一端接地，放大器*1C的8管腳分別連接電阻R38的另一端和R41的一端，電阻R41的另一端分別連接電容C47的一端和所述預(yù)測(cè)電路和電阻R49的一端，電阻R49的另一端分別連接所述AD轉(zhuǎn)換電路和電容C48的一端，電容C48的另一端接地。

輸入信號(hào)首先通過電阻R45、R51、R58、R64和R65構(gòu)成電阻網(wǎng)絡(luò)衰減電路，電阻網(wǎng)絡(luò)可通過電子開關(guān)U16B、U16D、U18A、U18B和U18構(gòu)成的電子開關(guān)選擇通斷，衰減倍數(shù)依次為1，2，4，8，16倍，對(duì)信號(hào)進(jìn)行細(xì)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)完成后經(jīng)*1C運(yùn)放及電阻R37和R38構(gòu)成的放大單元進(jìn)行2倍放大，最后經(jīng)R41和C47構(gòu)成的RC濾波電路輸出信號(hào)。

如圖7所示，預(yù)測(cè)電路包括電控變換運(yùn)放電路和四級(jí)比較電路，所述電控變換運(yùn)放電路包括電子開關(guān)U16A和U16C，輸入信號(hào)經(jīng)過電控變換運(yùn)放電路，通過電子開關(guān)的選通，將信號(hào)傳送到對(duì)應(yīng)的比較電路，比較電路將輸入的信號(hào)與預(yù)設(shè)窗口進(jìn)行比較，得出比較結(jié)果電平，將比較結(jié)果電平發(fā)送給CPU電路，CPU電路對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)判斷，所述預(yù)設(shè)窗口為+5V和-5V的基準(zhǔn)電壓。

優(yōu)選地，所述可變換運(yùn)放電路還包括放大器*1D、*2A，所述比較電路包括放大器*1A、*1B、*2B和*2C，所述預(yù)測(cè)電路還包括電阻網(wǎng)絡(luò)R30～R36、R39、R40、R42、R43、R46、R47、R48、R50、R52、R54、R56、R59和R62，反相器U13A、U13B和門電路U14A、U14B。所述電阻R30、R31、R33～R35、R39、R40、R42、R43、R47、R48、R50、R52、R54、R56、R59和R62的電阻值均為1.5Ω，電阻R32為750Ω，電阻R36為7.5KΩ，電阻R46為1KΩ。所述電控變換運(yùn)放電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行分布處理，當(dāng)U16A打開，U16C關(guān)閉時(shí)，實(shí)現(xiàn)2倍放大電路，當(dāng)U16A關(guān)閉，U16C打開時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)變化率放大電路。所述放大器*1D、*2A、*1A、*1B、*2B和*2C均為L(zhǎng)M324，所述反相器U13A、U13B為74F04，所述門電路U14A、U14B為74LS09。

預(yù)測(cè)電路采用四級(jí)不同比較關(guān)系電路，將信號(hào)與設(shè)窗口進(jìn)行比較，得出相應(yīng)的比較區(qū)間，輸出相應(yīng)電平給反相器U13A、U13B和門電路U14A、U14B，最終得出相應(yīng)電平輸入單片機(jī)U4，輸入給單片機(jī)U4的電平有四種情況，分別為：MCU3端低電平，MCU4端低電平；MCU3端低電平，MCU4端高電平；MCU3端高電平，MCU4端低電平；MCU3端高電平，MCU4端高電平。

所述電阻R32的一端連接輸入信號(hào)，電阻R32的另一端分別連接電阻R31、R39、R50和R56的一端以及放大器*2A的1管腳，電阻R36的一端連接輸入信號(hào)，另一端連接電子開關(guān)U16A的2管腳，電子開關(guān)U16A的1管腳分別連接電阻R23、R35、R48和R54的一端，放大器*1D的14管腳和電子開關(guān)U16C的3管腳，放大器*1D的13管腳連接電阻R42的一端，12管腳通過電阻R46接地，電阻R42的另一端連接輸入信號(hào)，電子開關(guān)U16C的4管腳連接放大器*2A的2管腳，放大器*2A的1、3管腳均分別連接電阻R31、R39、R50和R56的一端，電阻R34、R52的一端均連接+5V電壓，電阻R40、R59的一端均連接-5V電壓，放大器*1A的3管腳分別連接電阻R31、R33和R34的另一端和電阻R30的一端，2管腳與放大器*1B的6管腳連接，放大器*1A的1管腳分別連接電阻R30的另一端和反相器U13A的1管腳，放大器*1B的5管腳分別連接電阻R35、R39和R40的另一端以及電阻R43的一段，電阻R43的另一端分別連接放大器*1B的7管腳和門電路U14A的2管腳，門電路U14A的1管腳連接放大器*1A的2管腳，放大器*2B的5管腳分別連接電阻R48、R50和R52的另一端以及電阻R47的一端，6管腳連接放大器*2C的9管腳。放大器*2B的7管腳分別連接電阻R47的另一端和門電路U14B的4管腳，放大器*2C的10管腳分別連接電阻R54、R56、R59的另一端以及電阻R62的一端，8管腳分別連接電阻R62的另一端和反相器U13B的3管腳，U13B的4管腳連接門電路U14B的5管腳，電子開關(guān)U16A的13管腳、U16C的5管腳、門電路U14A的3管腳和門電路U14B的6管腳分別連接單片機(jī)U4的9、10、11和24管腳；

如圖8所示，AD轉(zhuǎn)換電路包括AD芯片U20和濾波電路，所述濾波電路包括對(duì)輸入信號(hào)的濾波電路和對(duì)地信號(hào)的濾波電路，濾波電路與AD芯片U20連接。AD轉(zhuǎn)換芯片為16位高精度4通道AD芯片AD7175，所述對(duì)輸入信號(hào)的濾波電路連接AD芯片U20的AINO管腳，所述對(duì)地信號(hào)的濾波電路連接AD轉(zhuǎn)換芯片的AINI管腳，在信號(hào)輸入的情況下，通過模擬對(duì)地信號(hào)采樣技術(shù)，模擬差分采樣，再次減少電源的差模干擾和信號(hào)的差模干擾，提高信號(hào)穩(wěn)定性。。

所述對(duì)輸入信號(hào)的濾波電路包括電阻R67、R68和電容C56、C57，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，所述對(duì)地信號(hào)的濾波電路包括電阻R70、R69和電容C60、C62，構(gòu)成對(duì)地采集信號(hào)的二次濾波，濾波參數(shù)保持一致，消除輸入信號(hào)和對(duì)地信號(hào)在同一頻率的噪聲。提高采樣精度，所述高精度AD采集電路還包括濾波電容C58、C59、C61、C63～C66，減少電源干擾。

優(yōu)選地，所述電容C57的一端連接輸入信號(hào)，另一端分別連接電阻R67和R68的一端，電阻R67的另一端接地，電阻R68的另一端分別連接電容C56的一端和AD芯片U20的AINO管腳，電容C56的另一端接地，AD芯片U20的AINI管腳分別連接電阻R69和電容C62的一端，電容C62的另一端接地，電阻R69的另一端分別連接電容C60和電阻R70的一端，電阻R70的另一端接2.5V基準(zhǔn)電壓，電容C60的另一端接地，AD芯片U20的REFOUT管腳分別連接2.5V基準(zhǔn)電壓和電容C65的一端，REF+管腳連接電容C66的一端，REF-管腳接地，電容C65、C66的另一端均接地，AD芯片U20的IOVDD管腳分別連接電容C58、C59、C61的一端和3.3V電壓，GND管腳和電容C58、C59、C61的另一端均接地，ADVV1管腳、AVDD2管腳和VSS管腳均接3.3V電源，REGPD管腳接電容C63的一端，電容C63的另一端接地，REGPA管腳接電容C64的一端，電容C64的另一端接地，AD芯片的SYNC、CS、DIN和DOUT管腳分別連接單片機(jī)U4的20～23管腳。

如圖9所示，所述單片機(jī)U4的5、6管腳連接晶振電路，60、7管腳連接電阻R11、R13和電感C26組成的濾波電路,1、32、48、64、19和13管腳均接3.3V電壓，所述晶振電路包括電阻R8，晶振Y1和電容C21、C25，電容C21的一端接地，另一端分別連接晶振Y1、電阻R8的一端和單片機(jī)U4的5管腳，電容C25的一端接地，另一端分別連接晶振Y1、電阻R8的另一端和單片機(jī)U4的6管腳，電阻R11的一端連接3.3V電壓，另一端分別連接電阻R13的一端和單片機(jī)U4的60管腳，單片機(jī)U4的7管腳通過電容C26接地，電阻R13的另一端接地，31、47、63、18和12管腳均接地，28管腳通過電阻R3接地。其中電阻R3、R8、R11和R13的阻值分別為10KΩ、1MΩ、10KΩ和10Ω，電容C21、C25和C26分別為20PF、20PF和100nF,晶振Y1為8MHz。

所述通信電路包括信號(hào)指示電路、方向控制電路、保護(hù)電路和電容C15、C16組成的電源濾波電路，所述指示電路包括門電路IC1A、IC1C，電阻R4、R10和發(fā)光二極管D4、D6，方向控制電路包括門電路IC1B，所述保護(hù)電路包括TVS管D2、D3，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP1、RP2和電阻R5、R6；所述收發(fā)器U6的5管腳接地，6管腳分別連接電阻R5的一端和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP1的一端，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP1的另一端分別接TVS管D3的一端和輸出信號(hào)A，電阻R6的另一端、TVS管D3的另一端均接地，7管腳分別連接電阻R6的一端和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP2的一端，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲RP2的另一端分別接TVS管D2的一端和輸出信號(hào)B，電阻R6的另一端、TVS管D2的另一端均接地，收發(fā)器U6的4管腳分別連接門電路IC1A的1管腳、IC1B的3管腳和單片機(jī)42管腳。其中電阻R5、R6的阻值均為3.3KΩ，電阻R4、R10的阻值均為330Ω，電容C15、C16的值均為100nF,收發(fā)器U6為SP3485，門電路IC1A、IC1B和IC1C為7414。