一種數(shù)字信號(hào)切換電路及一種用于控制激光器的開關(guān)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種高速數(shù)字信號(hào)切換電路及應(yīng)用了該高速數(shù)字信號(hào)切換電路的激光器開關(guān)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技不斷的發(fā)展，對(duì)數(shù)字開關(guān)的高速通斷的要求也在不斷的提高。不僅要求數(shù)字信號(hào)能夠高速通斷，而且要求具有足夠的帶載能力和穩(wěn)定性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種數(shù)字信號(hào)切換電路，該電路能在微秒級(jí)別高速切換數(shù)字信號(hào)，用于數(shù)字信號(hào)輸出裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高速精確的控制，同時(shí)又具有高帶負(fù)載能力和穩(wěn)定性。
[0004]所述數(shù)字信號(hào)切換電路，所述數(shù)字信號(hào)切換電路與控制芯片相連接，包括負(fù)反饋放大電路、高速光親合器、信號(hào)輸出電路；
[0005]其中，控制芯片接收外觸發(fā)脈沖信號(hào)產(chǎn)生高電平，高電平通過負(fù)反饋放大電路放大后進(jìn)入高速光親合器，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)，再經(jīng)信號(hào)輸出電路輸出。
[0006]優(yōu)選地，所述負(fù)反饋放大電路中包括三極管Ql，三極管Ql的發(fā)射級(jí)接地，三極管Ql的基極與控制芯片相連，三極管Ql的集電極與所述高速光耦合器的輸入端負(fù)極相連。
[0007]優(yōu)選地，所述負(fù)反饋放大電路中包括電阻Rl，電阻Rl的一端連接電源電壓，電阻Rl的另一端與所述高速光耦合器的輸入端正極相連。
[0008]優(yōu)選地，所述信號(hào)輸出電路包括三極管Q2和電阻R4;三極管Q2的基極與高速光耦合器輸出端相連，三極管Q2的發(fā)射級(jí)接地，三極管Q2的集電極與電阻R4的一端相連，電阻R4的另一端為電源電壓。
[0009]優(yōu)選地，所述信號(hào)輸出電路包括電容Cl和電容C2;電容Cl的兩端分別與所述三極管Ql的集電極和發(fā)射極相連;電容C2的兩端分別與所述三極管Q2的基極和發(fā)射極相連。
[0010]優(yōu)選地，所述負(fù)反饋放大電路中包括電阻R2，電阻R2的一端為電源電壓，電阻R2的另一端與所述三極管Ql的集電極相連;所述信號(hào)輸出電路包括電阻R3，電阻R3的一端為電源電壓，電阻R3的另一端與所述三極管Q2的基極相連。
[0011]優(yōu)選地，所述三極管Ql和所述三極管Q2均為NPN型的三極管;所述三極管Q2的集電極為信號(hào)輸出端。
[0012]優(yōu)選地，所述高速光耦合器的型號(hào)為6N137。
[0013]優(yōu)選地，所述控制芯片為STC15W4K32S4芯片。
[0014]高速光耦合器接收到來自控制芯片的信號(hào)后，內(nèi)部二極管導(dǎo)通并發(fā)光，內(nèi)部的光敏三極管接受到光照導(dǎo)通。在光耦芯片的輸出端輸出的高電平信號(hào)，三極管Q2的基極接收到信號(hào)之后導(dǎo)通，三極管Q2的集電極輸出低電平信號(hào)；當(dāng)光耦芯片的輸出端輸出低電平信號(hào)時(shí)，三極管Q2的基極接收到信號(hào)之后截止。將光耦芯片的輸出端輸出的信號(hào)被設(shè)置成持續(xù)高電平信號(hào)，通過對(duì)來自控制芯片的信號(hào)控制光耦芯片的輸出信號(hào)，當(dāng)來自控制芯片的信號(hào)大于觸發(fā)閾值輸出高電平信號(hào)，反之輸出低電平信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的高速切換。
[0015]由于高速光耦合器屬于集電極開路所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要加一個(gè)上拉電阻，光耦的輸出端與三極管Q2相連，并且為了增強(qiáng)高速光耦合器的驅(qū)動(dòng)能力需要在輸出端接上一個(gè)電容C2，同時(shí)輸出端接上限流電阻與三極管Q2相連，三極管Q2的連接方式為共集電極放大電路，集電極作為信號(hào)的輸出端，來接外部設(shè)備。三極管Q2的集電極輸出的低電平信號(hào)經(jīng)過對(duì)放大后，帶負(fù)載能力得到大幅提升。
[0016]可以通過改變電路中電阻的電阻值、電容的電容值改變低電路所輸出的電平信號(hào)強(qiáng)度以及電路切換的相應(yīng)速度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要，選擇合適的電阻和電容。三極管Q2的集電極輸出的低電平信號(hào)電壓可在OV?5V之間調(diào)變。優(yōu)選地，所述三極管Q2的基極限流電阻阻值為4700 Ω，電容C2的容量值為104yF。
[0017]根據(jù)本申請(qǐng)的又一方面，提供一種用于控制激光器的開關(guān)電路，其特征在于，包括上述任一數(shù)字信號(hào)切換電路。
[0018]優(yōu)選地，所述用于控制激光器的開關(guān)電路包括8個(gè)數(shù)字信號(hào)切換電路。各電路均可獨(dú)立控制激光器開關(guān)。
[0019]本申請(qǐng)的有益效果包括但不限于：
[0020](I)本申請(qǐng)所提供的數(shù)字信號(hào)切換電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字信號(hào)的高速通斷。
[0021](2)本申請(qǐng)所提供的數(shù)字信號(hào)切換電路具有較高的帶負(fù)載能力。
[0022](3)本申請(qǐng)所提供的數(shù)字信號(hào)切換電路具有好的穩(wěn)定性，適用范圍廣，能夠較好的嵌入到其他設(shè)備中。
[0023](4)本申請(qǐng)所提供的數(shù)字信號(hào)切換電路由于可以自動(dòng)斷線保護(hù)，能夠保護(hù)與電路相連的外部設(shè)備，防止外部設(shè)備受到大的電壓或者電流損壞外部設(shè)備。
[0024](5)本申請(qǐng)所提供的數(shù)字信號(hào)切換電路實(shí)現(xiàn)了多路數(shù)字開關(guān)通道和多路模擬電路，并且各電路之間可以獨(dú)立控制。
[0025](6)本申請(qǐng)所提供的數(shù)字信號(hào)切換電路輸出的電壓大小可以調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0026]圖I是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的數(shù)字信號(hào)切換電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例詳述本申請(qǐng)，但本申請(qǐng)并不局限于這些實(shí)施例。
[0028]實(shí)施例I
[0029]作為本申請(qǐng)所述數(shù)字信號(hào)切換電路的一種實(shí)施例方式，如圖I所示，包括控制芯片(采用STC15W4K32S4芯片）、負(fù)反饋放大電路、高速光耦合器(采用6N137光耦合器)和信號(hào)輸出電路。其中，負(fù)反饋放大電路中由三極管Ql、電阻Rl、電阻R2和電容Cl組成;三極管Ql的基極與控制芯片的2?9的任意一個(gè)腳相連，三極管Ql的集電極與電阻R2的一端和高速光耦合器輸入端負(fù)極相連，三極管Ql的發(fā)射極與地相連；電阻R2的另一端與電源和電阻Rl的一端相連；電阻Rl的另一端與高速光耦合器輸入端正極相連；電容Cl的一端連接第I接線端，另一端連接第2接線端，第I接線端位于三極管Ql的集電極與高速光耦合器輸入端之間，第2接線端位于三極管Ql的發(fā)射極與地之間。信號(hào)輸出電路由三極管Q2、電阻R3、電阻R4和電容C2組成;三極管Q2的基極與高速光耦合器輸出端相連，三極管Q2的集電極與電阻R4的一端相連，三極管Q2的發(fā)射極與地相連；電阻R4的另一端與電源、高速光耦合器輸出端和電阻R3的一端相連；電阻R3的另一端與高速光親合器輸出端相連；電容C2的一端連接第3接線端，另一端連接第4接線端，第3接線端位于電阻R3與高速光耦合器輸出端之間，第4接線端位于三極管Q2的發(fā)射極與地之間。使用了片STC15W4K32S4的增強(qiáng)型PffM波形設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)脈寬可調(diào)節(jié)電壓可調(diào)解的PWM波形，使得輸出的模擬電壓滿足外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)要求。
[0030]高速光耦合器的輸入電路連接了三級(jí)管Ql的普通放大電路，如果不采取此電路，從控制芯片輸出的電壓很難達(dá)到驅(qū)動(dòng)起高速光耦合器的要求，同時(shí)高速光耦合器的輸出端也接了旁路電容C2用以提高高速光耦合器驅(qū)動(dòng)三級(jí)管Q2的作用，高速光耦合器的輸出引腳還必須外接一個(gè)上拉電阻否則達(dá)不到輸出高低電平的目的，之后連接到三極管Q2的基極來控制三極管Q2的導(dǎo)通和截至，三級(jí)管Q2的集電極需要加上拉電阻R4;三極管Q2的連接方式屬于共集電極電路。電路工作時(shí)串口發(fā)送數(shù)據(jù)接收收據(jù)端連接到芯片MAX232上，MAX232的Rout與Tin端再分別連接到控制型芯片STC15W4K32S4的發(fā)送和接收引腳上，用來接收上位機(jī)（圖中未示出）發(fā)送來的信號(hào)和反饋信號(hào)到上位機(jī)，芯片STC15W4K32S4的IO口與8路數(shù)字信號(hào)的三極管Ql基極相連，用來驅(qū)動(dòng)高速光耦合器，高速光耦合器的輸出端連接上拉電阻R4和旁路電容C2并連接上一個(gè)三級(jí)管Q2以提高帶載能力，三級(jí)管Q2的集電極接輸出，可以輸出高低電平信號(hào)。
[0031]實(shí)施例2
[0032]作為本申請(qǐng)的一種用于控制激光器的開關(guān)電路的實(shí)施例方式，控制芯片STC15W4K32S4中2?9的每一個(gè)腳分別與一個(gè)三極管Ql的基極相連，共連接8個(gè)所述的數(shù)字信號(hào)切換電路。
[0033]以上所述，僅是本申請(qǐng)的幾個(gè)實(shí)施例，并非對(duì)本申請(qǐng)做任何形式的限制，雖然本申請(qǐng)以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限制本申請(qǐng)，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案的范圍內(nèi)，利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動(dòng)或修飾均等同于等效實(shí)施案例，均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)切換電路與控制芯片相連接，包括負(fù)反饋放大電路、高速光耦合器、信號(hào)輸出電路； 其中，控制芯片接收外觸發(fā)脈沖信號(hào)產(chǎn)生高電平，高電平通過負(fù)反饋放大電路放大后進(jìn)入高速光耦合器，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)，再經(jīng)信號(hào)輸出電路輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述負(fù)反饋放大電路中包括三極管Ql，三極管Ql的發(fā)射級(jí)接地，三極管Ql的基極與控制芯片相連，三極管Ql的集電極與所述高速光耦合器的輸入端負(fù)極相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述負(fù)反饋放大電路中包括電阻Rl，電阻Rl的一端連接電源電壓，電阻Rl的另一端與所述高速光耦合器的輸入端正極相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述信號(hào)輸出電路包括三極管Q2和電阻R4;三極管Q2的基極與高速光耦合器輸出端相連，三極管Q2的發(fā)射級(jí)接地，三極管Q2的集電極與電阻R4的一端相連，電阻R4的另一端為電源電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述信號(hào)輸出電路包括電容Cl和電容C2;電容Cl的兩端分別與所述三極管Ql的集電極和發(fā)射極相連；電容C2的兩端分別與所述三極管Q2的基極和發(fā)射極相連。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述負(fù)反饋放大電路中包括電阻R2，電阻R2的一端為電源電壓，電阻R2的另一端與所述三極管Ql的集電極相連;所述信號(hào)輸出電路包括電阻R3，電阻R3的一端為電源電壓，電阻R3的另一端與所述三極管Q2的基極相連。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述三極管Ql和所述三極管Q2均為NPN型的三極管;所述三極管Q2的集電極為信號(hào)輸出端。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字信號(hào)切換電路，其特征在于，所述高速光耦合器的型號(hào)為6N137。9.一種用于控制激光器的開關(guān)電路，其特征在于，包括權(quán)利要求I至8任一項(xiàng)所述的數(shù)字信號(hào)切換電路。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的開關(guān)電路，其特征在于，包括8個(gè)所述數(shù)字信號(hào)切換電路。
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種數(shù)字信號(hào)切換電路及一種用于控制激光器的開關(guān)電路。該數(shù)字信號(hào)切換電路與控制芯片相連，包括負(fù)反饋放大電路、高速光耦合器、信號(hào)輸出電路；其中，控制芯片接收外觸發(fā)脈沖信號(hào)產(chǎn)生高電平，高電平通過負(fù)反饋放大電路放大后進(jìn)入高速光耦合器，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)，再經(jīng)信號(hào)輸出電路輸出。該電路能在微秒級(jí)別高速切換數(shù)字信號(hào)，用于數(shù)字信號(hào)輸出裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高速精確的控制，同時(shí)又具有高帶負(fù)載能力和穩(wěn)定性。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN205158063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520977947
【發(fā)明人】吳宗斌
【申請(qǐng)人】大連光耀輝科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日