一种低成本模拟量信号采集电路的制作方法

本实用新型属于模拟量信号测量领域，尤其涉及一种低成本模拟量信号采集电路。

背景技术：

科学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，简称电流。电压则是推动电荷定向移动形成电流的原因。在用电生产过程中，为提高生产精度和安全，需要对实时的电压和电流进行检测。通过测量的信号进行控制，以达到工作目的。然而，针对电压和电流的测量电路及设备，通常的设计为通过不同的端口进行分开测量，同一端口不能够同时满足电压和电流测量，使得实际使用时操作使用不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的为提供一种低成本模拟量信号采集电路，能够有效简化电路，提高可靠性，降低成本。

为实现目的，本实用新型提供了一种低成本模拟量信号采集电路，包括用于电压模拟量及电流模拟量信号输入的模拟量信号输入端口，还包括与模拟量信号输入端口信号连接用于对输入的模拟量信号进行处理产生数字量信号发送给处理器的电压采集电路和分别与模拟量信号输入端口和处理器信号连接用于电流模拟量信号采集及电压模拟量信号采集切换控制的电流采集电路，所述电流采集电路与电压采集电路信号连接，所述电流采集电路包括与模拟量信号输入端口连接用于将电流模拟量信号转换成电压模拟量信号的第四电阻，所述第四电阻的另一端通过一用于导通切换控制电流模拟量信号采集及电压模拟量信号采集切换的切换控制模块与地线连接，所述切换控制模块与处理器信号连接，从而形成通过电压采集电路对电压模拟量及电流模拟量信号采集的电路。

优选地，所述电压采集电路包括对接收的模拟量信号进行放大处理的放大器模块和用于将处理后的模拟量信号转换成数字量信号发送给处理器的模数转换模块，所述放大器模块的同相输入端通过第一电阻与模拟量信号输入端口连接并且通过第五电阻与地线连接，所述放大器模块的反相输入端与其输出端连接，所述放大器模块的输出端与模数转换模块与处理器信号连接。

优选地，所述模数转换模块的信号输入端通过第二电阻与放大器模块的输出端连接，所述模数转换模块的数据线端和控制线端分别与处理器信号连接，所述模数转换模块的电源端与控制电源连接。

优选地，所述模数转换模块与处理器通过icc总线连接。

优选地，所述切换控制模块为mos管，其中，漏极与第四电阻连接，源极与地线连接，栅极与处理器信号连接。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：

在本实用新型中通过电压采集电路和电流采集电路形成采集切换控制电路，实现同一端口对电压模拟量及电流模拟量信号采集，能够有效简化电路，提高可靠性，降低成本。在本实用新型中能够通过电阻的选择实现电压模拟量及电流模拟量信号采集的配置，能够有效方便使用，节省成本。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种低成本模拟量信号采集电路，包括用于电压模拟量及电流模拟量信号输入的模拟量信号输入端口ai_in，还包括与模拟量信号输入端口ai_in信号连接用于对输入的模拟量信号进行处理产生数字量信号发送给处理器30的电压采集电路10和分别与模拟量信号输入端口ai_in和处理器30信号连接用于电流模拟量信号采集及电压模拟量信号采集切换控制的电流采集电路20，电流采集电路20与电压采集电路10信号连接，电流采集电路20包括与模拟量信号输入端口ai_in连接用于将电流模拟量信号转换成电压模拟量信号的第四电阻r4，第四电阻r4的另一端通过一用于导通切换控制电流模拟量信号采集及电压模拟量信号采集切换的切换控制模块q1与地线连接，切换控制模块q1与处理器30信号连接，从而形成通过电压采集电路10对电压模拟量及电流模拟量信号采集的电路。切换控制模块q1为mos管，其中，漏极与第四电阻r4连接，源极与地线连接，栅极与处理器30信号连接。

电压采集电路10包括对接收的模拟量信号进行放大处理的放大器模块u2和用于将处理后的模拟量信号转换成数字量信号发送给处理器30的模数转换模块u1，放大器模块u2的同相输入端通过第一电阻r1与模拟量信号输入端口ai_in连接并且通过第五电阻r5与地线连接，放大器模块u2的反相输入端与其输出端连接，放大器模块u2的输出端与模数转换模块u1与处理器30信号连接。模数转换模块u1的信号输入端通过第二电阻r2与放大器模块u2的输出端连接，模数转换模块u1的数据线端和控制线端分别与处理器30信号连接，模数转换模块u1的电源端与控制电源vcc_adc连接。模数转换模块u1与处理器30通过icc总线连接。

在本实施例中，在需要电流采集时，电流采集电路20中切换控制模块q1导通，电流流过第四电阻r4形成电压，从而电压采集电路10中通过第一电阻r1和第五电阻r5采集电流模拟量信号转换成的电压模拟量信号，从而实现通过电压采集电路10对电流模拟量信号和电压模拟量采集。

在实施例中，先通过处理器30配置当前测试模式即为电压模拟量采集还是电流模拟量信号采集；配置为电压模拟量采集模式时，处理器30控制电流采集电路20中切换控制模块q1断开，电压采集电路10采集数据，处理器30读取电压采集电路10采集的数据进行分析；当配置为电流模拟量信号采集模式时，处理器30控制电流采集电路20中切换控制模块q1导通将电流模拟量信号转换成的电压模拟量信号，再通过电压采集电路10采集数据，处理器30再读取电电压采集电路10采集的数据进行分析，从而能够节省端口数，降低成本。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种低成本模拟量信号采集电路，包括用于电压模拟量及电流模拟量信号输入的模拟量信号输入端口(ai_in)，其特征在于，还包括与模拟量信号输入端口(ai_in)信号连接用于对输入的模拟量信号进行处理产生数字量信号发送给处理器(30)的电压采集电路(10)和分别与模拟量信号输入端口(ai_in)和处理器(30)信号连接用于电流模拟量信号采集及电压模拟量信号采集切换控制的电流采集电路(20)，所述电流采集电路(20)与电压采集电路(10)信号连接，所述电流采集电路(20)包括与模拟量信号输入端口(ai_in)连接用于将电流模拟量信号转换成电压模拟量信号的第四电阻(r4)，所述第四电阻(r4)的另一端通过一用于导通切换控制电流模拟量信号采集及电压模拟量信号采集切换的切换控制模块(q1)与地线连接，所述切换控制模块(q1)与处理器(30)信号连接，从而形成通过电压采集电路(10)对电压模拟量及电流模拟量信号采集的电路。

2.根据权利要求1所述的一种低成本模拟量信号采集电路，其特征在于，所述电压采集电路(10)包括对接收的模拟量信号进行放大处理的放大器模块(u2)和用于将处理后的模拟量信号转换成数字量信号发送给处理器(30)的模数转换模块(u1)，所述放大器模块(u2)的同相输入端通过第一电阻(r1)与模拟量信号输入端口(ai_in)连接并且通过第五电阻(r5)与地线连接，所述放大器模块(u2)的反相输入端与其输出端连接，所述放大器模块(u2)的输出端与模数转换模块(u1)与处理器(30)信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种低成本模拟量信号采集电路，其特征在于，所述模数转换模块(u1)的信号输入端通过第二电阻(r2)与放大器模块(u2)的输出端连接，所述模数转换模块(u1)的数据线端和控制线端分别与处理器(30)信号连接，所述模数转换模块(u1)的电源端与控制电源(vcc_adc)连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种低成本模拟量信号采集电路，其特征在于，所述模数转换模块(u1)与处理器(30)通过icc总线连接。

5.根据权利要求1所述的一种低成本模拟量信号采集电路，其特征在于，所述切换控制模块(q1)为mos管，其中，漏极与第四电阻(r4)连接，源极与地线连接，栅极与处理器(30)信号连接。

技术总结
本实用新型公开了一种低成本模拟量信号采集电路，包括用于电压模拟量及电流模拟量信号输入的模拟量信号输入端口，还包括与模拟量信号输入端口信号连接用于对输入的模拟量信号进行处理产生数字量信号发送给处理器的电压采集电路和分别与模拟量信号输入端口和处理器信号连接用于电流模拟量信号采集及电压模拟量信号采集切换控制的电流采集电路，所述电流采集电路与电压采集电路信号连接。通过本实用新型能够有效简化电路，提高可靠性，降低成本。

技术研发人员：张金全;陈小军;黄章良;鲁星华
受保护的技术使用者：广州鲁邦通物联网科技有限公司
技术研发日：2020.08.13
技术公布日：2021.03.30