一种电压转换电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电压转换电路，包括电平转换电路和与光电编码器相接的波形整形电路；波形整形电路的输出端与电平转换电路的第一信号输入/输出端相接且二者之间串接有第一控制开关；电平转换电路的第二信号输入/输出端与控制器的I/O口相接，电平转换电路的第一信号输入/输出端与连接端口P2相接且二者之间串接有第二控制开关；波形整形电路包括施密特触发器U1；电平转换电路包括一个NMOS管和与NMOS管相接的二极管。本实用新型专利技术电路简单、设计合理且接线方便、投入成本低、使用效果好，不仅能对光电编码器所输出数字信号进行电压转换以能满足控制器的输入电平要求，而且能对控制器所输出信号的电压进行转换。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子电路
，具体涉及一种电压转换电路。
技术介绍
高性能伺服电动机、控制器、传感器等都是高精度伺服系统不可缺少的组成部分，而高精度的传感器和控制器都是伺服系统的关键组成部件。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，是目前应用最多的传感器。光电编码器分为增量式编码器和绝对式编码器，且光电编码器的输出方式主要有以下五种:集电极开路输出(通用型)、互补输出、电压输出、长线驱动器输出和UVW输出方式。在高性能的电机调速系统中，转速反馈量的测量精度直接影响着电机调速控制系统的性能，增量式光电编码器由于具有精度高、线性度好等优点，被广泛应用于转速测量。集电极开路输出的光电编码器用于采集电机的速度、转子的位置以及转子的初始位置。实际使用过程中，光电编码器输出的数字信号容易受到控制系统(如电机调速系统)中其它因素的影响并产生毛刺而导致波形畸变，从而降低了转速测量精度；并且，光电编码器输出的A相、B相和Z相脉冲信号的电平不符合DSP控制器和ARM控制器等控制器输入电平的要求，同时这三路脉冲信号的波形在传输过程中易受到干扰，因而含有杂波且存在一定程度的畸变。目前，一般常用的RC滤波电路对光电编码器输出的数字信号进行滤波，但采用RC滤波电路时，易使所输出光电编码器所输出信号的上升沿和下降沿的延时延长，导致信号过渡时间过长，使电路的工作带宽严重降低，过长的上升沿和下降沿增加了 MOS管等其它有源器件的功耗。实际使用时，控制器是控制系统(如电机调速系统)的核心器件，控制器上通常均接有多个外围电路器件，包括显示器、数据传输接口、被控执行部件等。实际接线时，当控制器输出的数字信号电平不符合所接外围器件的输入电平时，需要进行电压转换，使得控制器所输出数字信号的电压与所接外围电路器件的输入电压相同。因而，需设计一种电路简单、设计合理且接线方便、投入成本低、使用效果好的电压转换电路，不仅能对光电编码器所输出数字信号进行电压转换以能满足控制器的输入电平要求，而且能对控制器所输出信号的电压进行转换。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电压转换电路，其电路简单、设计合理且接线方便、投入成本低、使用效果好，不仅能对光电编码器所输出数字信号进行电压转换以能满足控制器的输入电平要求，而且能对控制器所输出信号的电压进行转换。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种电压转换电路，其特征在于:包括电平转换电路和对光电编码器所输出数字信号进行整形的波形整形电路；所述波形整形电路的输出端与电平转换电路的第一信号输入/输出端相接且二者之间串接有第一控制开关SWl ;所述电平转换电路的第二信号输入/输出端与控制器的I/O 口相接，所述电平转换电路的第一信号输入/输出端与连接端口 P2相接且二者之间串接有第二控制开关SW2 ；所述波形整形电路包括施密特触发器U1，所述光电编码器的信号输出端与施密特触发器Ul的输入端相接；所述电平转换电路包括一个NMOS管和与所述NMOS管相接的二极管，所述二极管的阳极和阴极分别与所述NMOS管的源极和漏极相接；所述NMOS管的栅极分两路，一路经第二电阻后接第二电压源，另一路经第三电阻与所述NMOS管的源极相接；所述NMOS管的漏极经第一电阻接第一电压源；所述第一电压源的电压值高于所述第二电压源的电压值；所述NMOS管的漏极与施密特触发器Ul的输出端相接，所述NMOS管的漏极为电平转换电路的第一信号输入/输出端，且所述NMOS管的源极为电平转换电路的第二信号输入/输出端。上述一种电压转换电路，其特征是:所述控制器通过电平转换电路和连接端口 P2与外围电路器件相接；所述第一电压源的电压值与光电编码器和所述外围电路器件的工作电压相同，所述第二电压源的电压值与控制器的I/O 口的输入/输出电压相同。上述一种电压转换电路，其特征是:所述第一电压源的电压值为4.5V?5.5V，所述第二电压源的电压值为3V?3.5V。上述一种电压转换电路，其特征是:所述NMOS管为场效应管AP2306。上述一种电压转换电路，其特征是:所述第一控制开关SWl为手动开关或电动开关，所述第二控制开关SW2为手动开关或电动开关。上述一种电压转换电路，其特征是:所述第一控制开关SWl和所述第二控制开关SW2组成一个组合式开关，所述组合式开关为单刀双掷开关，所述电平转换电路的第一信号输入/输出端与所述单刀双掷开关的动端连接，所述波形整形电路的输出端和连接端口 P2分别与所述单刀双掷开关的两个不动端连接。上述一种电压转换电路，其特征是:所述施密特触发器Ul为芯片74LS14。上述一种电压转换电路，其特征是:所述电平转换电路的数量为三个；所述光电编码器为IHC3808系列旋转光电编码器，所述光电编码器的三个信号输出端分别与芯片74LS14的三个输入端相接，芯片74LS14的三个输出端分别与三个所述电平转换电路的第一信号输入/输出端相接；三个所述电平转换电路的第二信号输入/输出端均与控制器相接。上述一种电压转换电路，其特征是:所述光电编码器的三个信号输出端分别为A相输出端、B相输出端和Z相输出端；三个所述电平转换电路分别为第一电平转换电路、第二电平转换电路和第三电平转换电路；光电编码器的A相输出端与芯片74LS14的Al引脚相接，芯片74LS14的Yl引脚与所述第一电平转换电路的第一信号输入/输出端相接；光电编码器的B相输出端与芯片74LS14的A2引脚相接，芯片74LS14的Y2引脚与所述第二电平转换电路的第一信号输入/输出端相接；光电编码器的Z相输出端与芯片74LS14的A3引脚相接，芯片74LS14的Y3引脚与所述第三电平转换电路的第一信号输入/输出端相接；所述芯片74LS14的Al、A2和A3引脚分别经电阻R4、R5和R6后接+5V电源端。上述一种电压转换电路，其特征是:还包括连接端口 P1，所述光电编码器通过所述连接端口 Pi与波形整形电路相接；所述光电编码器的信号输出端和波形整形电路的输入端均与连接端口 Pl连接。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本低。2、采用带有施密特触发器功能的反相器芯片74LS14实现波形整形，使得电路能够有效地抑制由于毛刺而引起的波形失真，提高波形整形电路的抗干扰性，并且不会额外增加信号上升沿和下降沿的延时时间，实现方便。3、所采用电平转换电路的电路简单、接线方便且使用效果好、工作可靠，采用NMOS场效应管AP2306与二极管相配合进行电平转换。并且，电平转换电路具有正向电压转换和逆向电压转换两个工作状态:当电平转换电路处于正向电压转换状态时，电平转换电路将控制器所输出信号的电压由3.3V向5V转换，以满足外围电路器件的电压输入需求；当电平转换电路处于逆向电压转换状态时，电平转换电路将波形整形电路所输出信号的电压由5V向3.3V转换，以满足DSP控制器的电压输入需求。并且，正向电压转换和逆向电压转换两个工作状态通过第一控制开关SWl和所述第二控制开当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压转换电路，其特征在于：包括电平转换电路(2)和对光电编码器(3)所输出数字信号进行整形的波形整形电路(1)；所述波形整形电路(1)的输出端与电平转换电路(2)的第一信号输入/输出端相接且二者之间串接有第一控制开关SW1；所述电平转换电路(2)的第二信号输入/输出端与控制器(4)的I/O口相接，所述电平转换电路(2)的第一信号输入/输出端与连接端口P2相接且二者之间串接有第二控制开关SW2；所述波形整形电路(1)包括施密特触发器U1，所述光电编码器(3)的信号输出端与施密特触发器U1的输入端相接；所述电平转换电路(2)包括一个NMOS管和与所述NMOS管相接的二极管，所述二极管的阳极和阴极分别与所述NMOS管的源极和漏极相接；所述NMOS管的栅极分两路，一路经第二电阻后接第二电压源，另一路经第三电阻与所述NMOS管的源极相接；所述NMOS管的漏极经第一电阻接第一电压源；所述第一电压源的电压值高于所述第二电压源的电压值；所述NMOS管的漏极与施密特触发器U1的输出端相接，所述NMOS管的漏极为电平转换电路(2)的第一信号输入/输出端，且所述NMOS管的源极为电平转换电路(2)的第二信号输入/输出端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄向慧，方愿岭，高鹏，孙方方，李慧，王星，杨春，杨敏，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61