一种带输入保护的4-20mA模拟电路制造技术

本技术公开了一种带输入保护的4‑20mA模拟电路，包括4‑20mA输入模块、与所述4‑20mA输入模块连接有保护电路，保护电路连接有运算放大模块，与所述运算放大模块连接有模数转换模块，与模数转换模块连接有控制器，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、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、二极管D1、二极管D2、电流环保护器芯片U1、运算放大器U2、ADC转换芯片U3；所述保护电路包括电阻R1、电流环保护器芯片U1；所述的电流环保护器芯片U1第1脚接收模拟信号输入和第一电阻R1的一端，所述电流环保护器芯片U1的第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第7脚接模拟地。本技术实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电路，具体为一种带输入保护的4-20ma模拟电路。

技术介绍

1、现代工业的不断发展对数据采集精度及其可靠性提出了越来越高的要求，而许多连续变化的量，如温度、压力、速度、位置等都是模拟量，其中，4-20ma的电流数据属于最常见的电信号类型。目前的4～20ma电流信号模拟量采集模块通常采用模拟数字转换器和单片机来搭建，一般包含调理子电路，用于根据输入的电流信号模拟量，转换为对应的模拟电压信号并输出传递给下一级；包含转换子电路，用于将接收到的模拟电压信号或基准参考电压转换为相应的数字信号。相关器件失效、温度范围超限、用户误操作等因素会使转换精度出现偏差，甚至对系统的运行产生不利影响。

2、现有技术中常规的4-20ma电流信号输入电路，均可以实现输入数据的采集，再加模拟信号抗干扰相关器件。传统设计中，电流信号输入限值过高可能损坏传感器或设备，无反向阻断措施，无法防止输入信号反向连接，且常规电流信号输入电路无热关断保护措施。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种带输入保护的4-20ma模拟电路，本技术通过包括带电流隔离保护的输入电路，快速转换速率和宽增益带宽的运算放大电路，spi模式输出的模数转换电路。可以解决现有技术中4-20ma电流信号输入电路可靠性差，易损坏，易受干扰，模数转换速率低的技术问题。电流信号输入限值过高、输入信号反向连接错误连接以及电路温度过高，可能损坏传感器或设备，本技术的电流精准限制电流输入，提供了反向阻断措施，热关断保护措施，提高输入电路稳定性和安全系数，提高抗干扰能力，保证快速模数转换速率和稳定的串行输出；本技术实用性强。

2、本技术是这样实现的：

3、一种带输入保护的4-20ma模拟电路，包括4-20ma输入模块、与所述4-20ma输入模块连接有保护电路，所述保护电路连接有运算放大模块，与所述运算放大模块连接有模数转换模块，与所述模数转换模块连接有控制器，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、第六电阻r6、第七电阻r7、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、二极管d1、二极管d2、电流环保护器芯片u1、运算放大器u2、adc转换芯片u3；所述保护电路包括电阻r1、电流环保护器芯片u1；所述的电流环保护器芯片u1第1脚接收模拟信号输入和第一电阻r1的一端，所述电流环保护器芯片u1的第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第7脚接模拟地，所述电流环保护器芯片u1的第6脚连接第一电阻r1的一端、第二电阻r2的一端和第三电阻r3的一端；所述的第一电阻r1一端连接所述u1的第1脚，另一端连接所述u1的第6脚；

4、进一步，所述运算放大模块包括第二电阻r2、第三电阻r3、第三电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第一电容c1、第二电容c2、运算放大器u2；

5、所述的运算放大器u2第1脚连接第六电阻r6的一端和第一电容c1的一端，所述u2的第2脚连接第四电阻r4的一端和第七电阻r7的一端，所述u2的第3脚连接第三电阻r3的一端，所述u2的第4脚连接第五电阻r5的一端和第一电容c1的一端，所述u2的第5脚连接第二电容c2的一端并连接到vcc。第二电阻r2的一端连接接收模拟信号输入-和第四电阻r4的一端；第二电阻r2的另一端连接第三电阻r3的一端；

6、第三电阻r3的一端连接所述u1的第6脚、第一电阻r1的一端和第二电阻r2的一端；第三电阻r3的另一端连接所述u2的第3脚。

7、第四电阻r4的一端连接接收模拟信号输入-和第二电阻r2的一端；第四电阻r4的另一端连接模拟地、所述u2的第2脚和第7电阻的一端；

8、第五电阻r5的一端连接所述u2的第4脚和第一电容的一端；第五电阻r5的另一端连接第六电阻r6的一端、第一二极管d1的阳极、第二二极管d2的阴极、第三电容c3的一端和所述u3的第6脚。

9、第六电阻r6的一端连接所述u2的第1脚和第一电容的一端；第六电阻r6的另一端连接第五电阻r5的一端、第一二极管d1的阳极、第二二极管d2的阴极、第三电容c3的一端和所述u3的第6脚。第七电阻r7的一端连接所述u2的第2脚、第四电阻的一端和模拟地；第七电阻r7的另一端连接所述u3的第5脚。

10、进一步，所述模数转换模块包括第三电容c3、第四电容c4、第一二极管d1、第二二极管d2和adc转换芯片u3；所述的adc转换芯片u3第1脚连接数字电源vdd和第四电容c4，所述adc转换芯片u3的第2脚连接控制器串行时钟，所述adc转换芯片u3的第3脚连接控制器串行数据，所述adc转换芯片u3的第4脚连接控制器串行片选，所述adc转换芯片adc转换芯片u3的第5脚连接所述第七电阻r7的一端，所述adc转换芯片u3的第6脚连接第五电阻r5的一端、第六电阻r6的一端、第一二极管d1的阳极、第二二极管d2的阴极和第三电容c3的一端，所述adc转换芯片u3的第7脚连接模拟电源和第一二极管d1的阴极，所述adc转换芯片u3的第8脚连接模拟地和第四电容c4的一端；所述第三电容c3的一端连接第五电阻r5的一端、第六电阻r6的一端、第一二极管d1的阳极、第二二极管d2的阴极和所述u3的第6脚；第三电容c3的另一端连接模拟地和第二二极管d2的阳极，所述第四电容c4的一端连接模拟地和所述u3的第8脚；第四电容c4的另一端连接数字电源vdd和所述u3第1脚。所述第一二极管d1的阳极连接第五电阻r5的一端、第六电阻r6的一端、第三电容c3的一端、第二二极管d2的阴极和所述u3的第6脚；第一二极管d1的阴极连接模拟电源和所述u3的第7脚。所述第二二极管d2的阳极模拟地和第三电容c3的一端；第二二极管d2的阴极连接第五电阻r5的一端、第六电阻r6的一端、第三电容c3的一端、第一二极管d1的阳极和所述u3的第6脚。

11、与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过包括带电流隔离保护的输入电路，快速转换速率和宽增益带宽的运算放大电路，spi模式输出的模数转换电路。可以解决现有技术中4-20ma电流信号输入电路可靠性差，易损坏，易受干扰，模数转换速率低的技术问题。电流信号输入限值过高、输入信号反向连接错误连接以及电路温度过高，可能损坏传感器或设备，本技术的电流精准限制电流输入，提供了反向阻断措施，热关断保护措施，提高输入电路稳定性和安全系数，提高抗干扰能力，保证快速模数转换速率和稳定的串行输出；本技术实用性强。

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【技术保护点】

1.一种带输入保护的4-20mA模拟电路，其特征在于：包括4-20mA输入模块、与所述4-20mA输入模块连接有保护电路，所述保护电路连接有运算放大模块，与所述运算放大模块连接有模数转换模块，与所述模数转换模块连接有控制器，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、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、二极管D1、二极管D2、电流环保护器芯片U1、运算放大器U2、ADC转换芯片U3；所述保护电路包括电阻R1、电流环保护器芯片U1；

2.根据权利要求1所述的一种带输入保护的4-20mA模拟电路，其特征在于，所述运算放大模块包括第二电阻R2、第三电阻R3、第三电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、运算放大器U2；

3.根据权利要求2所述的一种带输入保护的4-20mA模拟电路，其特征在于，第二电阻R2的一端连接接收模拟信号输入-和第四电阻R4的一端；第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端；

4.根据权利要求1所述的一种带输入保护的4-20mA模拟电路，其特征在于，所述模数转换模块包括第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2和ADC转换芯片U3；

5.根据权利要求4所述的一种带输入保护的4-20mA模拟电路，其特征在于，所述第一二极管D1的阳极连接第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端、第三电容C3的一端、第二二极管D2的阴极和所述U3的第6脚；第一二极管D1的阴极连接模拟电源和所述U3的第7脚，

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【技术特征摘要】

1.一种带输入保护的4-20ma模拟电路，其特征在于：包括4-20ma输入模块、与所述4-20ma输入模块连接有保护电路，所述保护电路连接有运算放大模块，与所述运算放大模块连接有模数转换模块，与所述模数转换模块连接有控制器，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、第六电阻r6、第七电阻r7、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、二极管d1、二极管d2、电流环保护器芯片u1、运算放大器u2、adc转换芯片u3；所述保护电路包括电阻r1、电流环保护器芯片u1；

2.根据权利要求1所述的一种带输入保护的4-20ma模拟电路，其特征在于，所述运算放大模块包括第二电阻r2、第三电阻r3、第三电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：北京立迈胜控制技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：