一种基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，包括：电源模块、直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器，电源模块分别给直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器供电，直流采样模块通过隔离通信总线与数据处理器连接，交流采样模块通过第一通信总线与数据处理器连接，隔离通信总线与第一通信总线相互独立，通过两条相互独立的通讯总线分别采集交流信号和直流信号，能大大减少不必要的通讯接口以及线路冗余，并减少不同种类信号的相互干扰，提高电路的稳定性。提高电路的稳定性。提高电路的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统


[0001]本技术涉及信号采集、传输
，具体涉及基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统。

技术介绍

[0002]在实际的用电场合中存在各种各样的交流信号和直流信号，现有技术中，为检测不同的交流信号和直流信号，一般采用多组不同采集电路+多个不同型号的通信接口采集多个不同的交流交流信号和直流信号，然而，这种方式需要增加很多接口支持，易造成线路冗杂，导致电荷信号在不同节点之间流动，不但降低电路可靠性，还容易导致通信故障。
[0003]因此，如何解决现有的混合信号采集线路冗余，电路可靠性低已成为本
亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，用于现有的混合信号采集线路冗余，电路可靠性低的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：
[0006]一种基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，包括：电源模块、直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器，电源模块分别给直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器供电，直流采样模块通过隔离通信总线与数据处理器连接，交流采样模块通过第一通信总线与数据处理器连接，隔离通信总线与第一通信总线相互独立。
[0007]优选的，还包括光耦隔离模块，数据处理器的片选信号输出端通过光耦隔离模块与直流采样模块的片选端连接，数据处理器的片选信号输出端通过光耦隔离模块输出片选信号给直流采样模块的片选端。
[0008]优选的，光耦隔离模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、NPN三极管Q1、光耦隔离器G1以及第一电容C1，第一电阻R1、第二电阻R2的第一端均与数字处理器的片选信号输出端连接，第一电阻R1的第二端与NPN三极管Q1的发射极连接，NPN三极管Q1的发射极还接地，第二电阻R2的第一端还与NPN三极管Q1的基极连接，NPN三极管Q1的集电极与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第一端还与光耦隔离器中发光二极管的阴极连接，第三电阻R3的第二端与电源模块的第二输出端连接，第四电阻R4的第一端与电源模块的第二输出端连接，第二端与光耦隔离器中发光二极管的阳极连接，光耦隔离器中光敏三极管的集电极分别与直流采样模块的片选端以及第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与直流采样模块的片选端连接，且还与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端还与电源模块的第一输出端连接，还与光耦隔离器中光敏三极管的发射极连接。
[0009]优选的，包括数字隔离模块，直流采样模块的输出端与数字隔离模块的输入端连接，数字隔离模块的输出端与数据处理器的输入端连接，直流采样模块用于将采集的直流
信号通过数据隔离模块发送给数据处理器。
[0010]优选的，数字隔离模块的片选端与数据处理器的片选信号输出端连接。
[0011]优选的，数字隔离模块包括数字隔离器F1、第二电容C2以及第三电容C3，数字隔离器F1的VCC1引脚与电源模块的第二输出端连接，且与第二电容C2的第一端连接，数字隔离器F1的第一GND1引脚接地，且与第二电容C2的第二端连接；数字隔离器F1的第二GND1引脚接地；数字隔离器F1的EN1引脚与数据处理器的片选信号输出端连接；数字隔离器F1的EN2引脚、VCC2引脚均与第三电容C3的第一端连接，且第三电容C3的第一端还与电源模块的第一输出端连接，数字隔离器F1的第一GND2引脚与第三电容C3的第二端连接，且数字隔离器F1的第一GND2引脚与第二GND2引脚与直流采样模块的DGND引脚连接，构成接地通道；数字隔离器F1的INA引脚与数据处理器的SCK1引脚连接，且数字隔离器F1的OUTA引脚与直流采样模块的SCLK引脚连接，以构成直流采样模块与数据处理器之间的同步时钟通道；数字隔离器F1的INB引脚与数据处理器的MISO1引脚连接，数字隔离器F1的OUTB引脚与直流采样模块的SDI引脚连接，以构成直流采样模块与数据处理器之间的输入通道；数字隔离器F1的OUTC引脚与数据处理器的MISI1引脚连接，数字隔离器F1的INC引脚与直流采样模块的SWI引脚连接，以构成直流采样模块与数据处理器之间的输出通道。
[0012]优选的，电源模块包括直流电源、隔离DC/DC变换器以及低压差微机电压调节器，直流电源的电源输出端与隔离DC/DC变换器的电源输入端连接，隔离DC/DC变换器的第一输出端分别与低压差微机电压调节器的电源输入端、直流采样模块的电源输入端、交流采样模块的电源输入端、数字隔离模块的第三电容C3的第一端以及光耦隔离模块的第一电容C1的第二端连接；低压差微机电压调节器的第二输出端分别与数据处理器的电源输入端、光耦隔离模块的第四电阻的第一端以及数字隔离模块的VCC1引脚连接。
[0013]优选的，直流采样模块包括多个采用独立供电的直流采样单元。
[0014]优选的，交流采样模块包括用于采样多路交流负荷的电压信号的电压采样电路以及分别用于采集多路交流负荷电压信号的多个电流采样电路。
[0015]本技术具有以下有益效果：
[0016]1、本技术中的基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，包括：电源模块、直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器，电源模块分别给直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器供电，直流采样模块通过隔离通信总线与数据处理器连接，交流采样模块通过第一通信总线与数据处理器连接，隔离通信总线与第一通信总线相互独立，通过两条相互独立的通讯总线分别采集交流信号和直流信号，能大大减少不必要的通讯接口以及线路冗余，并减少不同种类信号的相互干扰，提高电路的稳定性。
[0017]2、在优选方案中，本技术中的直流电路隔离系统，通过将电源模块的输出端分别与数据处理器的电源输入端、光耦隔离模块的电源输入端以及采样模块的电源输入端连接，数据处理器的片选信号输出端通过光耦隔离模块与采样模块的片选端连接，数据处理器的片选信号输出端通过光耦隔离模块输出片选信号给采样模块的片选端，通过光耦隔离传输片选信号，能大大增加电路的抗干扰性，提高电路信号传输的可靠性。
[0018]3、在优选方案中，通过光耦隔离器与数字隔离器，在功能芯片与数字信号处理器之间添加隔离，从而可以自主选择某一个功能芯片与SPI总线连接，不仅减少了接口数量，也提高了电路可靠性与安全性。
[0019]4、在优选方案中，通过分别给各直流采样模块独立供电，能抑制直流测量单元间的信号干扰。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0022]图1是本技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，其特征在于，包括：电源模块、直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器，所述电源模块分别给所述直流采样模块、交流采样模块以及数据处理器供电，所述直流采样模块通过隔离通信总线与所述数据处理器连接，所述交流采样模块通过第一通信总线与所述数据处理器连接，所述隔离通信总线与第一通信总线相互独立。2.根据权利要求1所述的基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，其特征在于，还包括光耦隔离模块，所述数据处理器的片选信号输出端通过所述光耦隔离模块与直流采样模块的片选端连接，所述数据处理器的片选信号输出端通过所述光耦隔离模块输出片选信号给所述直流采样模块的片选端。3.根据权利要求2所述的基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，其特征在于，所述光耦隔离模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、NPN三极管Q1、光耦隔离器G1以及第一电容C1，所述第一电阻R1、第二电阻R2的第一端均与所述数据处理器的片选信号输出端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述NPN三极管Q1的发射极连接，所述NPN三极管Q1的发射极还接地，所述第二电阻R2的第一端还与所述NPN三极管Q1的基极连接，所述NPN三极管Q1的集电极与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第一端还与所述光耦隔离器G1中发光二极管的阴极连接，所述第三电阻R3的第二端与所述电源模块的第二输出端连接，所述第四电阻R4的第一端与电源模块的第二输出端连接，第二端与所述光耦隔离器G1中发光二极管的阳极连接，所述光耦隔离器G1中光敏三极管的集电极分别与所述直流采样模块的片选端以及第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述直流采样模块的片选端连接，且还与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端还与所述电源模块的第一输出端连接，还与所述光耦隔离器G1中光敏三极管的发射极连接。4.根据权利要求3所述的基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，其特征在于，包括数字隔离模块，所述直流采样模块的输出端与数字隔离模块的输入端连接，所述数字隔离模块的输出端与所述数据处理器的输入端连接，所述直流采样模块用于将采集的直流信号通过数据隔离模块发送给所述数据处理器。5.根据权利要求4所述的基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，其特征在于，所述数字隔离模块的片选端与所述数据处理器的片选信号输出端连接。6.根据权利要求5所述的基于总线通信模式的混合交直流信号测量系统，其特征在于，所述数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：康孝，李涛，项晖，田艳中，胡振，李梦竹，
申请(专利权)人：湖南省邮电规划设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：