输入电路制造技术

本公开的实施例涉及一种输入电路，包括：输入端，包括第一输入端子和第二输入端子并且被配置成接收输入信号；电阻器；N型场效应晶体管，与电阻器串联耦合在第一输入端子和第二输入端子之间；以及运算放大器，耦合至电阻器和N型场效应晶体管的栅极，被配置成接收对应于输入信号的控制信号，并且其中运算放大器被配置为：根据接收到的控制信号，将N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过电阻器的电流，或者将N型场效应晶体管置于截止状态，以输出所述输入信号。

Input circuit

The disclosed embodiments relate to an input circuit includes an input includes first and second input terminals and is configured to receive input signals; RESISTORS; N type field-effect transistor is coupled between the first input terminal and a second input terminal in series with a resistor; and an operational amplifier, and resistor coupled to the gate N type field effect transistor, configured to receive control signals corresponding to the input signal, and wherein the operational amplifier is configured according to the control signal is received, the current N type field effect transistor in a connected state and limit the flow through the resistor, or N type field effect transistor in the off state, the input signal to the output of the.

【技术实现步骤摘要】
输入电路
本公开的实施例涉及可编程逻辑控制器和可编程自动化控制器，并且更具体地涉及一种用于可编程逻辑控制器或可编程自动化控制器的输入电路。
技术介绍
当前，用于通用输入输出端口的解决方案仅仅存在于高端分布式控制系统(DCS，DistributedControlSystem)中，其往往具有十分昂贵的成本。对于可编程逻辑控制器(PLC)或可编程自动化控制器(PAC)来说，例如在PLC/PAC上存在10个用于输入的节点，其中例如确定其中6个输入节点用于数字输入，以及另外的4个输入节点用于模拟输入，也就是说，这10个输入节点的布置情况是固定的。这时如果在该PLC/PAC上需要5个用于数字输入的节点以及5个用于模拟输入的节点，必然要对原有的输入/输出节点的用途进行扩展。这种扩展通常是十分耗费的。而且，用于高端分布式控制系统产品的要求非常高的成本的输入输出解决方案并不适用于PLC/PAC产品。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本公开的实施例旨在提供一种输入电路，其能够在同一输入端口上面实现不同输入的切换并且成本低廉，同时还能够在电路中起到功耗限制保护以及过压错误保护的作用。本公开的第一方面提供了一种输入电路，包括：输入端，包括第一输入端子和第二输入端子并且被配置成接收输入信号；电阻器；N型场效应晶体管，与所述电阻器串联耦合在所述第一输入端子和所述第二输入端子之间；以及运算放大器，耦合至所述电阻器和所述N型场效应晶体管的栅极，被配置成接收对应于所述输入信号的控制信号，并且其中所述运算放大器被配置为：根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过所述电阻器的电流，或者将所述N型场效应晶体管置于截止状态，以输出所述输入信号。根据本公开的一个示例性实施例，所述输入电路还包括第一输出节点，耦合在所述第一输入端子与所述N型场效应晶体管之间，其中所述运算放大器被配置成：当所述输入信号为数字电压信号时，根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过所述电阻器的电流，以经由所述第一输出节点输出所述输入信号；或者当所述输入信号为模拟电压信号时，根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于截止状态，以经由所述第一输出节点输出所述输入信号。根据本公开的一个示例性实施例，所述输入电路还包括反向放大器，所述反向放大器耦合至所述第一输出节点，对经由所述第一输出节点输出的所述输入信号进行放大。根据本公开的一个示例性实施例，所述输入电路还包括第二输出节点，耦合在所述电阻器与所述N型场效应晶体管之间，其中所述运算放大器被配置成：当所述输入信号为模拟电流信号，根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过所述电阻器的电流，以输出所述第二输出节点处的电压。根据本公开的一个示例性实施例，所述输入电路还包括缓冲器，所述缓冲器耦合至所述第二输出节点，对所述第二输出节点处的电压进行阻抗变换。根据本公开的一个示例性实施例，其中所述运算放大器包括用于接收所述控制信号的非反相输入端以及与所述N型场效应晶体管和所述电阻器之间的节点耦合的反相输入端。根据本公开的一个示例性实施例，其中所述N型场效应晶体管包括N型金属氧化物半导体场效应晶体管。本公开的第二方面提供了一种多通道输入电路，包括：多个单通道电路，其中每个单通道电路包括：输入端，包括第一输入端子和第二输入端子并且被配置成接收输入信号；电阻器；N型场效应晶体管，与所述电阻器串联耦合在所述第一输入端子和所述第二输入端子之间；以及运算放大器，耦合至所述电阻器和所述N型场效应晶体管的栅极，被配置成接收对应于所述输入信号的控制信号，并且其中所述运算放大器被配置为：根据接收到所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过所述电阻器的电流，或者将所述N型场效应晶体管置于截止状态，以输出所述输入信号；多路复用器，被配置成选择任一所述单通道电路的输出。本公开的第三方面提供了一种可编程逻辑控制器或可编程自动化控制器，包括根据本公开的第一方面或者第二方面所述的输入电路。本公开的实施例所提供的输入电路例如能够实现对数字电压输入、模拟电流输入和模拟电压输入在同一输入端口上的配置切换。此外，这种输入电路还能够实现了对数字电压输入的功耗限制保护以及对模拟电流输入的过压错误保护。附图说明此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1示出了根据本公开的一个实施例的输入电路的示意图。图2示出了根据本公开的一个实施例的多通道输入电路的示意图。具体实施方式下面将参考附图中示出的若干示例实施例来描述本公开的原理。应当理解，描述这些实施例仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。图1示出了根据本公开的实施例的输入电路1的示意图。如图1所示，输入电路1包括输入端，输入端包括第一输入端子11和第二输入端子12并且被配置成接收输入信号。在本实施例中，输入信号特别地包括24V直流数字输入信号、0-20mA模拟输入信号以及±10V模拟输入信号。然而，本领域的技术人员应当理解的是，其他所期望的范围的输入信号也是可能的。示出的输入电路还包括电阻器R1、N型场效应晶体管30以及运算放大器40，其中N型场效应晶体管30与电阻器R1串联耦合在第一输入端子11和第二输入端子12之间。具体地，N型场效应晶体管30的源极经由电阻器R1连接至第二输入端子12，漏极经由电阻器R5连接至第一输入端子11，其中第二输入端子12连接至接地。运算放大器40包括非反相输入端(在图1中由+号表示)和反相输入端(在图1中由-号表示)，其中非反相输入端用于接收所述控制信号，并且反相输入端连接到N型场效应晶体管30和电阻器R1之间的节点。换言之，反相输入端连接到N型场效应晶体管30的源极并且连接到电阻器R1。运算放大器40的输出端连接到晶体管30的栅极，用于控制晶体管30的状态。N型场效应晶体管30包括N型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者其他适于实现本公开的目的的N型场效应晶体管。具体地，为了更好地实现本公开的原理，对于晶体管的选择需要使得晶体管的漏电流(例如，栅极-漏极电流)相对较低，并且优选地，晶体管的电压承受性能较好，至少能够承受输入电压范围内的电压。应当说明的是，在输入信号分别为24V直流数字电压输入信号、0-20mA模拟电流输入信号以及±10V模拟电压输入信号时，可以将控制信号分别设置为0V输入、3.3V输入以及高阻状态。对应于输入信号的控制信号可以由三态门来提供。如图1所示，电阻器R2、R3和R4串联连接在+15V和-15V的电源电压之间，并且在电阻器R2和R3之间的节点接收控制信号。运算放大器40的非反相输入端连接到电阻器R3和R4之间的节点，并且控制信号可以通过电阻器R2、R3和R4进行分压，从而输出到运算放大器40的非反相输入端。在本公开的实施例中，电阻器R2、R3以及R4的阻值分别为10kΩ、511Ω和20kΩ。然而，本领域的技术人员能够理解的是，其他任何能够实现用于提供本公开的控制信号的装置、电路布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输入电路，包括：输入端，包括第一输入端子和第二输入端子并且被配置成接收输入信号；电阻器；N型场效应晶体管，与所述电阻器串联耦合在所述第一输入端子和所述第二输入端子之间；以及运算放大器，耦合至所述电阻器和所述N型场效应晶体管的栅极，被配置成接收对应于所述输入信号的控制信号，并且其中所述运算放大器被配置为：根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过所述电阻器的电流，或者将所述N型场效应晶体管置于截止状态，以输出所述输入信号。

【技术特征摘要】
1.一种输入电路，包括：输入端，包括第一输入端子和第二输入端子并且被配置成接收输入信号；电阻器；N型场效应晶体管，与所述电阻器串联耦合在所述第一输入端子和所述第二输入端子之间；以及运算放大器，耦合至所述电阻器和所述N型场效应晶体管的栅极，被配置成接收对应于所述输入信号的控制信号，并且其中所述运算放大器被配置为：根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过所述电阻器的电流，或者将所述N型场效应晶体管置于截止状态，以输出所述输入信号。2.根据权利要求1所述的输入电路，还包括第一输出节点，耦合在所述第一输入端子与所述N型场效应晶体管之间，其中所述运算放大器被配置成：当所述输入信号为数字电压信号时，根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于接通状态并限制流过所述电阻器的电流，以经由所述第一输出节点输出所述输入信号；或者当所述输入信号为模拟电压信号时，根据接收到的所述控制信号，将所述N型场效应晶体管置于截止状态，以经由所述第一输出节点输出所述输入信号。3.根据权利要求2所述的输入电路，还包括反向放大器，所述反向放大器耦合至所述第一输出节点，对经由所述第一输出节点输出的所述输入信号进行放大。4.根据权利要求1所述的输入电路，还包括第二输出节点，耦合在所述电阻器与所述N型场效应晶体管之间，其中所述运算放大器被配置成：当所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘今宇，
申请(专利权)人：施耐德电气工业公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR