运放A8C的同相输入端与跟随滤波电路的第一输出端连接，所述第三运放A8C的 反相输入端分别与第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端连接，所述第六电阻R6的另一 端与第三运放A8C的输出端连接，所述第四运放A8D的同相输入端与跟随滤波电路的第二 输出端连接，所述第四运放A8D的反相输入端分别与第五电阻R5的另一端、第七电阻R7的 一端连接，所述第七电阻R7的另一端与第四运放A8D的输出端连接，所述第三运放A8C的 输出端与第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端分别与第十电阻R10的一端、 第六电容C6的一端、所述第一运放A8A的同相输入端连接，第十电阻R10的另一端、第六电 容C6的另一端均接地，所述第四运放A8D的输出端与第九电阻R9的一端连接，所述第九电 阻R9的另一端分别与第^ 电阻R11的一端、第七电容C7的一端、所述第一运放A8A的反 相输入端连接，第i 电阻R11的另一端、第七电容C7的另一端均与第一运放A8A的输出 端连接。
[0025] 所述带通滤波器包括第二运放A8B和若干电阻、电容，所述第二运放A8B的同相输 入端分别与第十三电阻R13的一端、第十电容C10的一端连接，所述第十电容C10的另一端 接地，所述第十三电阻R13的另一端与第十二电阻R12的一端、第^ 电容C11的一端连 接，第十二电阻R12的另一端与衰减滤波电路的输出端连接，第十一电容C11的另一端与第 二运放A8B的输出端连接，所述第二运放A8B的反相输入端经第十三电阻R13与第二运放 A8B的输出端连接，第二运放A8B的输出端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一 端输出信号，第四电阻R4的另一端经第十二电容C12接地。
[0026] 输入信号范围：电流4_20mA，电压1-5V。信号输入方式：差分输入方式。
[0027] 图中R1为250Q精密电阻，主要目的是将模拟量输入电流信号的转换为电压信 号。
[0028] C1、C2为高压陶瓷电容，在差分信号输入端分别对地使用，对抑制群脉冲干扰有着 较好效果，本电路原理在群脉冲试验过程中，持续1分钟脉冲信号叠加于信号端，信号无任 何抖动，精度保持〇. 1%。
[0029] DD1为6. 8V瞬态抑制二极管，简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。 当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将其两极 间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值 6. 8V，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0030] XQ1为日本TDK公司的ACM4532-102-2P共模扼流圈，它是一个以铁氧体为磁芯的 共模干扰抑制器件，由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁 芯上，其工作原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对 共模电流起到抑制作用。
[0031] L1和L2为电感，目的是对高频噪声有很好的抑制作用，能有效抵御射频干扰。
[0032] R2、R3、C3、C4、C5为跟随滤波电路。
[0033] 在跟随滤波电路后，利用四运放和几个精密电阻R5-R11设计一个衰减电路，衰减 电路公式为：
【主权项】
1. 一种工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其特征在于：包括采集 信号I/V转换电路、共模扼流圈、高频噪声抑制电路、衰减滤波电路、带通滤波器，所述采集 信号I/V转换电路的输入端与差分信号输入端连接，用于将模拟量输入电流信号转换为电 压信号，所述差分信号输入端连接有TVS浪涌保护电路，所述采集信号I/V转换电路的输出 端与共模扼流圈的输入端连接，所述共模扼流圈的输出端与高频噪声抑制电路的输入端连 接，所述高频噪声抑制电路的输出端与衰减滤波电路的输入端连接，所述衰减滤波电路的 输出端与带通滤波器的输入端连接，带通滤波器的输出端用于信号输出。
2. 根据权利要求1所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其特 征在于；所述采集信号I/V转换电路采用精密电阻（R1)，精密电阻（R1)的两端分别与差分 信号输入端（I化、IN-)连接。
3. 根据权利要求1所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其特 征在于：所述TVS浪涌保护电路包括瞬态抑制二级管（DD1)和两高压陶瓷电容，所述瞬态抑 制二级管（DD1)的一端分别与差分信号输入端（I化)、第一高压陶瓷电容（C1)的一端连接， 第一高压陶瓷电容（C1)的另一端接地，所述瞬态抑制二级管（DD1)的另一端分别与差分信 号输入端（IN-)、第二高压陶瓷电容（C2)的一端连接，第二高压陶瓷电容（C2)的另一端接 地。
4. 根据权利要求1所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其特 征在于；所述共模扼流圈采用型号为ACM4532-102-2P的共模扼流圈。
5. 根据权利要求1所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其特 征在于：所述高频噪声抑制电路包括第一电感（L1)和第二电感（L2 )，所述第一电感（L1)的 一端与共模扼流圈的第一输出端连接，所述第一电感（L1)的另一端与衰减滤波电路的第 一输入端连接，所述第二电感（L2)的一端与共模扼流圈的第二输出端连接，所述第二电感 (L2)的另一端与衰减滤波电路的第二输入端连接。
6. 根据权利要求1所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其特 征在于：所述衰减滤波电路包括跟随滤波电路、衰减电路，所述跟随滤波电路的输入端与高 频噪声抑制电路的输出端连接，所述跟随滤波电路的输出端与衰减电路的输入端连接，所 述衰减电路的输出端与带通滤波器的输入端连接。
7. 根据权利要求6所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其 特征在于；所述跟随滤波电路包括第二电阻（R2)、第H电阻（R3)、第H电容（C3)、第四电容 (C4)、第五电容（C5)，所述第二电阻（R2)的一端与高频噪声抑制电路的第一输出端连接， 所述第二电阻（R2)的另一端分别与第H电容（C3)的一端、第四电容（C4)的一端连接，第H 电容（C3)的另一端接地，所述第H电阻（R3)的一端与高频噪声抑制电路的第二输出端连 接，所述第H电阻（R3)的另一端分别与第五电容（C5)的一端、第四电容（C4)的另一端连 接，第五电容（C5)的另一端接地，第四电容（C4)的两端分别与衰减电路的两输入端连接。
8. 根据权利要求6所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其特 征在于；所述衰减电路包括第一运放（A8A)、第H运放（A8C)、第四运放（A8D)和若干电阻、 电容，所述第H运放(A8C)的同相输入端与跟随滤波电路的第一输出端连接，所述第H运放 (A8C)的反相输入端分别与第五电阻（R5)的一端、第六电阻（R6)的一端连接，所述第六电 阻（R6)的另一端与第H运放（A8C)的输出端连接，所述第四运放（A8D)的同相输入端与跟 随滤波电路的第二输出端连接，所述第四运放(A8D)的反相输入端分别与第五电阻（R5)的 另一端、第走电阻（R7)的一端连接，所述第走电阻（R7)的另一端与第四运放(A8D)的输出 端连接，所述第H运放（A8C)的输出端与第八电阻（R8)的一端连接，所述第八电阻（R8)的 另一端分别与第十电阻（R10)的一端、第六电容（C6)的一端、所述第一运放(A8A)的同相输 入端连接，第十电阻（R10)的另一端、第六电容（C6)的另一端均接地，所述第四运放(A8D) 的输出端与第九电阻（R9)的一端连接，所述第九电阻（R9)的另一端分别与第十一电阻 (R11)的一端、第走电容（C7)的一端、所述第一运放(A8A)的反相输入端连接，所述第十一 电阻（R11)的另一端、第走电容（C7)的另一端均与第一运放(A8A)的输出端连接。
9.根据权利要求1所述的工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，其 特征在于：所述带通滤波器包括第二运放（A8B)和若干电阻、电容，所述第二运放（A8B)的 同相输入端分别与第十H电阻（R13)的一端、第十电容（CIO)的一端连接，所述第十电容 (CIO) 的另一端接地，所述第十H电阻（R13)的另一端与第十二电阻（312)的一端、第^ 电容（C11)的一端连接，第十二电阻（R12)的另一端与衰减滤波电路的输出端连接，第十一 电容（C11)的另一端与第二运放（A8B)的输出端连接，所述第二运放（A8B)的反相输入端经 第十H电阻（R13)与第二运放（A8B)的输出端连接，第二运放（A8B)的输出端与第四电阻 (R4)的一端连接，第四电阻（R4)的另一端输出信号，第四电阻（R4)的另一端经第十二电容 (C12)接地。
【专利摘要】本发明涉及一种工业控制系统中抑制电磁干扰的模拟量输入采集电路，采集信号I/V转换电路的输入端与差分信号输入端连接，用于将模拟量输入电流信号转换为电压信号，所述差分信号输入端连接有TVS浪涌保护电路，所述采集信号I/V转换电路的输出端与共模扼流圈的输入端连接，所述共模扼流圈的输出端与高频噪声抑制电路的输入端连接，所述高频噪声抑制电路的输出端与衰减滤波电路的输入端连接，所述衰减滤波电路的输出端与带通滤波器的输入端连接，带通滤波器的输出端用于信号输出。本发明通过在模拟采集信号输入端加入保护性元件，并置入带通滤波器，有效的抑制电磁干扰带来信号采集不稳、抖动，甚至AD转换器死机的问题。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104536416
【申请号】CN201410818838
【发明人】裘宏波, 程海栗, 裴文龙
【申请人】重庆川仪自动化股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月25日