多通道信号采集装置及采集方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多通道信号采集装置及采集方法，该多通道信号采集装置包括配置网络、模拟开关、A/D转换器、阻抗匹配和限幅电路，所述模拟开关一端与所述配置网络相连，所述模拟开关另一端与所述阻抗匹配和限幅电路一端相连；所述阻抗匹配和限幅电路另一端与所述A/D转换器相连。本发明专利技术的有益效果是在本发明专利技术中，将模拟信号、数字信号采集集中于一种电路中，每个信号的配置非常简单，只用调节基准电压和调整电阻值，采集电路可以通用，当输入信号类型或幅值改变时，不用改变PCB电路；本发明专利技术采集电路结构简单，PCB电路设计容易。可以在非隔离、实时性要求不高、信号比较复杂的数据采集系统中应用。

【技术实现步骤摘要】
多通道信号采集装置及采集方法
本专利技术涉及采集电路，尤其涉及多通道信号采集装置及采集方法。
技术介绍
传统的信号采集电路一般将模拟信号采集和数字开关量采集分开，模拟信号经过运算放大电路进行信号调理变成标准的模拟信号送到A/D转换器；如图1，模拟输入信号Ain1、Ain2、Ain3…AinN分别经过信号调理电路1、信号调理电路2、信号调理电路3…信号调理电路N转换成标准模拟信号，再经模拟开关，送给A/D转换器进行模数转换。数字开关量信号经过信号调理变成标准的TTL或CMOS电平信号送到数字缓冲器进行数字采集。如图2，开关量输入信号Din1、Din2、Din3…DinN经过信号调理电路1、信号调理电路2、信号调理电路3…信号调理电路N转换成标准数字信号后进入数字缓冲器，信号调理电路必须将开关量调理成标准的数字电平信号。对于不同类型的模拟输入信号，要用不同的运算电路进行信号调理，需要较多的运算放大电路；不同的输入开关量信号调理电路也不一样，并且信号调理电路必须将输入的开关量信号调理成标准的电平信号，电路比较复杂。当输入信号类型或信号范围发生变化时，电路结构必须改变，PCB也要重新设计。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种多通道信号采集装置。本专利技术提供了一种多通道信号采集装置，包括配置网络、模拟开关、A/D转换器、阻抗匹配和限幅电路，所述模拟开关一端与所述配置网络相连，所述模拟开关另一端与所述阻抗匹配和限幅电路一端相连；所述阻抗匹配和限幅电路另一端与所述A/D转换器相连。作为本专利技术的进一步改进，所述配置网络包括可调基准单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容，所述第一电阻一端与输入信号相连，所述第一电阻另一端分别与第三电阻和第四电阻相连，所述第二电阻一端与可调基准单元相连，所述第二电阻另一端分别与第四电阻、第一电容和输出信号相连，所述第三电阻一端与工作电源地相连，所述第三电阻另一端分别与第一电阻和第四电阻相连，所述第一电容一端与工作电源地相连，所述第一电容另一端分别与第二电阻、第四电阻和输出信号相连。作为本专利技术的进一步改进，所述阻抗匹配和限幅电路包括第一运算放大器、第一二极管和第二二极管，所述第一运算放大器的正输入端与输入信号相连，所述第一运算放大器负输入端分别与第一运算放大器输出端、第一二极管正极、第二二极管负极和输出信号相连，所述第一二极管负极与工作电源相连，所述第二二极管正极与工作电源地相连。作为本专利技术的进一步改进，所述配置网络为多个。本专利技术提供了一种使用所述的多通道信号采集装置的采集方法，在配置网络中，当输入信号为双极性电压信号和负电压信号时，第三电阻断开，输入模拟电压信号在第一电阻R1、第四电阻R4和第二电阻上与所述可调基准单元的输出电压进行电压分配，调节可调基准单元的输出电压和第一电阻、第四电阻和第二电阻的值，能够调整输出信号。本专利技术提供了一种使用所述的多通道信号采集装置的采集方法，在配置网络中，当输入信号为正电压信号时，第二电阻R2断开，输入电压信号在第一电阻R1和第三电阻R3进行分压，调节第一电阻和第三电阻的值，能够调整输出信号。本专利技术提供了一种使用所述的多通道信号采集装置的采集方法，在配置网络中，当输入信号为双极性电流信号或负电流信号时，输入电流信号经第一电阻和第三电阻时形成电压信号，经过第一电阻和第三电阻进行分压，产生双极性或负电压信号，调节可调基准单元输出电压和第一电阻、第三电阻、第四电阻和第二电阻的值，能够调整输出信号。本专利技术提供了一种使用所述的多通道信号采集装置的采集方法，在配置网络中，当输入信号为正电流信号时，断开第二电阻，输入电流信号经第一电阻和第三电阻时形成电压信号，经过第一电阻和第三电阻进行分压，产生正电压信号，调节第一电阻、第三电阻、第四电阻和第二电阻的值，能够调整输出信号。本专利技术提供了一种使用所述的多通道信号采集装置的采集方法，在配置网络中，当输入信号为开关量输出信号时，断开第三电阻，第一电阻和第四电阻之和小于第二电阻，当开关量输出信号时，输出信号=0V，否则输出信号=可调基准单元的输出电压值。本专利技术提供了一种使用所述的多通道信号采集装置的采集方法，在配置网络中，在配置网络中，当输入信号为开关量干接点信号时，断开第三电阻，第一电阻与第四电阻阻值之和小于第二电阻R2阻值，当干接点闭合时，输出信号=0V，否则输出信号=可调基准单元的输出电压值。本专利技术的有益效果是：在本专利技术中，将模拟信号、数字信号采集集中于一种电路中，每个信号的配置非常简单，只用调节基准电压和调整电阻值，采集电路可以通用，当输入信号类型或幅值改变时，不用改变PCB电路；在采集开关量信号时，当输入信号幅度变化范围较大时，信号调理电路不需精准的调理成标准电平信号，将A/D转换的信号采集值与预设的阀值进行比较，就可以判断出开关量的状态。另多个信号统一阻抗匹配，不需要很多的运算放大电路。本专利技术采集电路结构简单，PCB电路设计容易。可以在非隔离、实时性要求不高、信号比较复杂的数据采集系统中应用。附图说明图1是
技术介绍
的模拟信号采集电路图。图2是
技术介绍
的开关量信号采集电路图。图3是本专利技术的多通道信号采集装置原理示意图。图4是本专利技术的配置网络电路示意图。图5是本专利技术的阻抗匹配和限幅电路示意图。具体实施方式如图3所示，本专利技术公开了一种多通道信号采集装置，包括配置网络10、模拟开关20、A/D转换器40、阻抗匹配和限幅电路30，所述模拟开关20一端与所述配置网络10相连，所述模拟开关20另一端与所述阻抗匹配和限幅电路30一端相连；所述阻抗匹配和限幅电路30另一端与所述A/D转换器40相连。如图4所示，所述配置网络10包括可调基准单元101、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一电容C1，所述第一电阻R1一端与输入信号Ai相连，所述第一电阻R1另一端分别与第三电阻R3和第四电阻R4相连，所述第二电阻R2一端与可调基准单元101相连，所述第二电阻R2另一端分别与第四电阻R4、第一电容C1和输出信号A0相连，所述第三电阻R3一端与工作电源地相连，所述第三电阻R3另一端分别与第一电阻R1和第四电阻R4相连，所述第一电容C1一端与工作电源地相连，所述第一电容C1另一端分别与第二电阻R2、第四电阻R4和输出信号A0相连。如图5所示，所述阻抗匹配和限幅电路30包括第一运算放大器301、第一二极管V1和第二二极管V2，所述第一运算放大器301的正输入端与输入信号相连，所述第一运算放大器301负输入端分别与第一运算放大器301输出端、第一二极管V1正极、第二二极管V2负极和输出信号相连，所述第一二极管V1负极与工作电源相连，所述第二二极管V2正极与工作电源地相连。所述配置网络10为多个。本专利技术还公开了一种使用所述多通道信号采集装置的采集方法，根据输入信号的不同，调整配置网络10的电阻和调节配置网络10的可调基准，进行信号调理。本专利技术所述采集电路可以采集不同的电压和电流信号，可以采集的模拟量信号有：双极性电压信号、负电压信号、正电压信号、双极性电流信号、负电流信号和正电流信号；可以采集的开关量信号有：干接点信号、OC门输出信号、电压信号和电流信号。根据输入信号的不同进行计算配置，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道信号采集装置，其特征在于：包括配置网络、模拟开关、A/D转换器、阻抗匹配和限幅电路，所述模拟开关一端与所述配置网络相连，所述模拟开关另一端与所述阻抗匹配和限幅电路一端相连；所述阻抗匹配和限幅电路另一端与所述A/D转换器相连。

【技术特征摘要】
1.一种多通道信号采集装置，其特征在于：包括配置网络、模拟开关、A/D转换器、阻抗匹配和限幅电路，所述模拟开关一端与所述配置网络相连，所述模拟开关另一端与所述阻抗匹配和限幅电路一端相连；所述阻抗匹配和限幅电路另一端与所述A/D转换器相连；所述配置网络包括可调基准单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容，所述第一电阻一端与输入信号相连，所述第一电阻另一端分别与第三电阻和第四电阻相连，所述第二电阻一端与可调基准单元相连，所述第二电阻另一端分别与第四电阻、第一电容和输出信号相连，所述第三电阻一端与工作电源地相连，所述第三电阻另一端分别与第一电阻和第四电阻相连，所述第一电容一端与工作电源地相连，所述第一电容另一端分别与第二电阻、第四电阻和输出信号相连。2.根据权利要求1所述的多通道信号采集装置，其特征在于：所述阻抗匹配和限幅电路包括第一运算放大器、第一二极管和第二二极管，所述第一运算放大器的正输入端与输入信号相连，所述第一运算放大器负输入端分别与第一运算放大器输出端、第一二极管正极、第二二极管负极和输出信号相连，所述第一二极管负极与工作电源相连，所述第二二极管正极与工作电源地相连。3.根据权利要求1所述的多通道信号采集装置，其特征在于：所述配置网络为多个。4.使用权利要求2至3任一项所述的多通道信号采集装置的采集方法，其特征在于，在配置网络中，当输入信号为双极性电压信号和负电压信号时，第三电阻断开，输入模拟电压信号在第一电阻、第四电阻和第二电阻上与所述可调基准单元的输出电压进行电压分配，调节可调基准单元的输出电压和第一电阻、第四电阻和...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏烈祥，
申请(专利权)人：深圳市虹远通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：