本實(shí)用新型涉及一種通訊電路及模擬信號采集及輸出系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在通訊領(lǐng)域，由于各種環(huán)境的惡劣條件，造成通訊造成一定干擾，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)通訊以及數(shù)據(jù)采集精度。

為了解決上述技術(shù)問題，需要設(shè)計(jì)一種新的抗干擾效果好的通訊電路及模擬信號采集及輸出系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種通訊電路及模擬信號采集及輸出系統(tǒng)，以解決在惡劣環(huán)境下通訊干擾容易造成模擬量采集精度下降的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種通訊電路，包括：主機(jī)和至少一個(gè)模擬量信號采集輸出模塊；其中所述主機(jī)適于發(fā)送高頻通訊信號至模擬量信號采集輸出模塊，并接收模擬量信號采集輸出模塊通過電氣隔離后的發(fā)送數(shù)據(jù)；以及所述模擬量信號采集輸出模塊適于將高頻通訊信號電氣隔離后分成兩路，即一路為模擬量信號采集輸出模塊提供電能，另一路作為模擬量信號采集輸出模塊的接收通訊數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述主機(jī)包括：用于產(chǎn)生所述高頻通訊信號的主處理器模塊；

所述模擬量信號采集輸出模塊包括：用于接收所述高頻通訊信號的信號放大電路，所述信號放大電路的輸出端通過輸入電氣隔離電路將高頻通訊信號接入至模擬量信號采集輸出模塊的穩(wěn)壓供電電路，并同時(shí)將高頻通訊信號作為所述接收通訊數(shù)據(jù)經(jīng)高頻信號整形電路輸入至模塊處理器；

所述模塊處理器的信號采集端適于獲得相應(yīng)采集數(shù)據(jù)，并由模塊處理器的數(shù)據(jù)發(fā)送端將采集數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)；以及

所述信號放大電路由主機(jī)內(nèi)的主機(jī)供電模塊提供電能。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)發(fā)送端依次通過負(fù)載平衡電路、輸出電氣隔離電路連接至主處理器模塊的數(shù)據(jù)接收端。

進(jìn)一步，所述信號放大電路包括：驅(qū)動(dòng)三極管Q1、開關(guān)管Q3，其中

所述高頻通訊信號經(jīng)過基極電阻R4輸入至開關(guān)管Q3的基極，且驅(qū)動(dòng)三極管Q1的發(fā)射極與二極管D4的陽極相連，該二極管D4的陰極連接開關(guān)管Q3的集電極；

所述主機(jī)供電模塊的供電端連接驅(qū)動(dòng)三極管Q1的集電極，并且通過偏置電阻R1連接驅(qū)動(dòng)三極管Q1的基極以及連接開關(guān)管Q3的集電極；

所述驅(qū)動(dòng)三極管Q1的發(fā)射極作為信號放大電路的輸出端以連接輸入電氣隔離電路的輸入端。

進(jìn)一步，所述輸入電氣隔離電路包括：高頻變壓器，該高頻變壓器的初級的一端作為其輸入端，次級的一端作為輸出端且分別連接穩(wěn)壓供電電路、高頻信號整形電路。

進(jìn)一步，所述高頻信號整形電路包括：電阻R3，該電阻R3的一端與輸入電氣隔離電路的輸出端相連，且另一端與整形三極管Q2的基極相連，該整形三極管Q2的基極還與二極管D5的陰極相連，整形三極管Q2的發(fā)射極與二極管D5的陽極相連后接地；

所述整形三極管Q2的集電極從穩(wěn)壓供電電路獲得供電電壓，并同時(shí)連接模塊處理器的數(shù)據(jù)接收端。

進(jìn)一步，所述負(fù)載平衡電路包括：電阻R6、電阻R7；所述輸出電氣隔離電路包括：光電耦合器；所述光電耦合器的一輸入端連接高電位，另一輸入端通過電阻R6連接模塊處理器的數(shù)據(jù)發(fā)送端和電阻R7的一端，該電阻R7的另一端接地；所述光電耦合器的一輸出端經(jīng)過上拉電阻連接主處理器模塊的數(shù)據(jù)接收端。

此外， 本實(shí)用新型還提供了一種模擬信號采集及輸出系統(tǒng)，包括所述的通訊電路；以及所述模擬量信號采集輸出模塊中模塊處理器的信號采集端連接的模擬量處理電路。

進(jìn)一步，所述模擬量處理電路包括：同相比例運(yùn)算放大電路，模擬信號從同相比例運(yùn)算放大電路的信號輸入端輸入，且通過電阻R9連接模塊處理器中AD子模塊的輸入端；所述模塊處理器的PWM信號輸出端通過電阻R10連接AD子模塊的輸入端，以通過調(diào)節(jié)PWM信號的脈寬以提高AD子模塊的轉(zhuǎn)換精度。

第三方面，本實(shí)用新型還提供了一種通訊方法。

所述通訊方法包括：由主機(jī)發(fā)送高頻通訊信號至模擬量信號采集輸出模塊，并接收模擬量信號采集輸出模塊通過電氣隔離后的發(fā)送數(shù)據(jù)； 所述模擬量信號采集輸出模塊將高頻通訊信號分成兩路，即一路為模擬量信號采集輸出模塊提供電能，另一路作為模擬量信號采集輸出模塊的接收通訊數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型模擬量信號采集輸出模塊通過兩次電氣隔離有效的抑制了電源的波動(dòng), 使模擬量采集的精度大幅提升, 即提高了模數(shù)轉(zhuǎn)換精度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的通訊電路的原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型的通訊電路的電路原理圖；

圖3是本實(shí)用新型的模擬量處理電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1和2，本實(shí)施例1提供了一種通訊電路，包括：主機(jī)和至少一個(gè)模擬量信號采集輸出模塊；其中所述主機(jī)位于主機(jī)側(cè)且適于發(fā)送高頻通訊信號至模擬量信號采集輸出模塊，并接收模擬量信號采集輸出模塊通過電氣隔離后的發(fā)送數(shù)據(jù)（模塊側(cè)發(fā)送數(shù)據(jù)）；以及所述模擬量信號采集輸出模塊位于模塊側(cè)且適于將高頻通訊信號電氣隔離后分成兩路，即一路為模擬量信號采集輸出模塊提供電能，另一路作為模擬量信號采集輸出模塊的接收通訊數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了純數(shù)字雙工通訊的數(shù)據(jù)交換。

所述主機(jī)包括：用于產(chǎn)生所述高頻通訊信號的主處理器模塊，在圖2中用端口號M_PUL表示主處理模塊的高頻通訊信號的輸出端；所述模擬量信號采集輸出模塊包括：用于接收所述高頻通訊信號的信號放大電路，所述信號放大電路的輸出端通過輸入電氣隔離電路將高頻通訊信號接入至模擬量信號采集輸出模塊的穩(wěn)壓供電電路（圖2中端口號VCC表示正電源輸出，VEE表示負(fù)電源輸出），并同時(shí)將高頻通訊信號作為所述接收通訊數(shù)據(jù)經(jīng)高頻信號整形電路輸入至模塊處理器，見圖2中端口號RXD表示模塊處理器的數(shù)據(jù)接收端；所述模塊處理器的信號采集端適于獲得相應(yīng)采集數(shù)據(jù)，并由模塊處理器的數(shù)據(jù)發(fā)送端將采集數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)，見圖2中端口號TXD表示模塊處理器的數(shù)據(jù)發(fā)送端；以及所述信號放大電路由主機(jī)內(nèi)的主機(jī)供電模塊提供電能，供電端口為圖2中M_VDD；并且圖2中M_RXD表示主處理器模塊的數(shù)據(jù)接收端。

所述數(shù)據(jù)發(fā)送端依次通過負(fù)載平衡電路、輸出電氣隔離電路連接至主處理器模塊的數(shù)據(jù)接收端。

所述信號放大電路包括：驅(qū)動(dòng)三極管Q1、開關(guān)管Q3，其中所述高頻通訊信號經(jīng)過基極電阻R4輸入至開關(guān)管Q3的基極，且驅(qū)動(dòng)三極管Q1的發(fā)射極與二極管D4的陽極相連，該二極管D4的陰極連接開關(guān)管Q3的集電極；所述主機(jī)供電模塊的供電端連接驅(qū)動(dòng)三極管Q1的集電極，并且通過偏置電阻R1連接驅(qū)動(dòng)三極管Q1的基極以及連接開關(guān)管Q3的集電極；所述驅(qū)動(dòng)三極管Q1的發(fā)射極作為信號放大電路的輸出端以連接輸入電氣隔離電路的輸入端。

優(yōu)選的，信號放大電路的輸出端還通過一耦合電路C3與輸入電氣隔離電路的輸入端相連。

所述輸入電氣隔離電路包括：高頻變壓器T1，該高頻變壓器T1的初級的一端作為其輸入端，次級的一端作為輸出端且分別連接穩(wěn)壓供電電路、高頻信號整形電路。

所述高頻信號整形電路包括：電阻R3，該電阻R3的一端與輸入電氣隔離電路的輸出端相連，且另一端與整形三極管Q2的基極相連，該整形三極管Q2的基極還與二極管D5的陰極相連，整形三極管Q2的發(fā)射極與二極管D5的陽極相連后接地；所述整形三極管Q2的集電極從穩(wěn)壓供電電路獲得供電電壓，并同時(shí)連接模塊處理器的數(shù)據(jù)接收端。

所述負(fù)載平衡電路包括：電阻R6、電阻R7；所述輸出電氣隔離電路包括：光電耦合器U2；所述光電耦合器U2的一輸入端連接高電位，另一輸入端通過電阻R6連接模塊處理器的數(shù)據(jù)發(fā)送端和電阻R7的一端，該電阻R7的另一端接地；所述光電耦合器U2的一輸出端經(jīng)過上拉電阻連接主處理器模塊的數(shù)據(jù)接收端。

其中，光電耦合器U2的發(fā)光源的K端陰極作為輸入端，A端陽極連接高電位，受光器的C端作為輸出端。

并且，通訊方式適于采用具有站號的通訊協(xié)議, 使一臺(tái)主機(jī)連接多個(gè)模塊, 即可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)主機(jī)連接多個(gè)模塊的一主多從模式, 實(shí)現(xiàn)低成本的多路模塊完全隔離的數(shù)據(jù)采集和輸出。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本實(shí)施例2提供了一種模擬信號采集及輸出系統(tǒng)，如包括如實(shí)施例1所述的通訊電路；以及所述模擬量信號采集輸出模塊中模塊處理器的信號采集端連接的模擬量處理電路。

如圖3所示，具體的，所述模擬量處理電路包括：同相比例運(yùn)算放大電路，模擬信號從同相比例運(yùn)算放大電路的信號輸入端輸入，且通過電阻R9連接模塊處理器中AD子模塊的輸入端，即對于端口為Analog；以及所述模塊處理器的PWM信號輸出端通過電阻R10連接AD子模塊的輸入端，以通過調(diào)節(jié)PWM信號的脈寬以提高AD子模塊的轉(zhuǎn)換精度。

上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中主處理模塊和模塊處理器例如但不限于采用STC90C54RD、STC12C5A60S2等單片機(jī)模塊。

在模擬量信號采集輸出模塊中加入輸入、輸出電氣隔離電路有效的抑制了電源的波動(dòng), 使模擬量采集的精度大幅提升, 實(shí)測有效的模數(shù)轉(zhuǎn)換精度可以達(dá)到18位有效值。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本實(shí)施例3提供了一種通訊方法。

所述通訊方法包括：由主機(jī)發(fā)送高頻通訊信號至模擬量信號采集輸出模塊，并接收模擬量信號采集輸出模塊通過電氣隔離后的發(fā)送數(shù)據(jù)； 所述模擬量信號采集輸出模塊將高頻通訊信號分成兩路，即一路為模擬量信號采集輸出模塊提供電能，另一路作為模擬量信號采集輸出模塊的接收通訊數(shù)據(jù)。

以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。