与第一电阻Rl的一端、第一运算放大器Ul的反向输入端连接，第一电阻Rl的另一端接地；第一运算放大器Ul的正电源端接+5V电源，负电源端接-5 V电源，互感线圈Tl中与一个线圈的另一端与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接地；第十电阻RlO的一端与互感线圈Tl中另一个线圈的一端连接，另一端接地，互感线圈Tl中另一个线圈的另一端与第五运算放大器U5的正向输入端连接，第五运算放大器U5的反向输入端与第十四电阻R14的一端、数字电位器U4的7号引脚连接，数字电位器U4的I脚架空；第三运算放大器U5的正电源端接+5V电源，负电源端接-5 V电源；数字电位器U4的8号引脚接+5V电源，4、5、6号引脚接地，2号引脚与第一与门U3A的输出端连接，3号引脚与第二与门U3B的输出端连接，第一与门U3A的两个输入端与单片机的一个I/O 口连接，第二与门U3B的两个输入端与单片机的一个I/O 口连接，第十四电阻R14的另一端与第三运算放大器U5的输出端、第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与信号输出接口 Signal_OUT连接。
[0010]本发明的工作过程如下:
原始信号VO通过信号输入接口 Signal_IN端经保护电路、电压幅值调节电路、滤波电容输入到第二运算放大器U2的正向输入端。其中第十二电阻R12，第四二极管D4，第二二极管D2，第三二极管D3构成两个过压保护电路，防止信号电压瞬间过大烧坏电路，第十一电阻RlI，第十三电阻R13和滑动变阻器RTl构成电压幅值调节电路，通过调节滑动变阻器RTl使信号变为VI，其幅为VO (R13+RT1)/ (R11+R13+RT1)，调节幅值后的信号Vl经第五电容C5滤波后输入到第二运算放大器U2的正向输入端。第一电容Cl与第四电阻R4构成谐振电路用作滤波，它们与第二运算放大器U2—起构成电压跟随电路，起到信号隔离作用。第一二极管D1，双向可控硅Q1，第二电容C2，第三电阻R3，第六电阻R6和电感LI构成的电路起到抗浪涌的作用。信号Vl经过跟随电路和抗浪涌电路后输入到带通滤波电路和放大电路中，其中第七电阻R7，第八电阻R8，第三电容C3，第四电容C4以及第一运算放大器Ul构成二阶带通滤波电路。低通滤波的上限频率为:fl=l/ (2jtR7C3);高通滤波的下限频率为:fh=l/ (2jtR8C4)o放大电路由第一电阻R1，第二电阻R2，第一运算放大器Ul构成，放大倍数为A=1+R2/R1。经过带通滤波和放大电路后，输出信号为V2，信号V2经过互感线圈Tl后输入到第三运算放大器U5的正向输入端，第三运算放大器U5起到电压比较器的作用，基准电压为单片机通过与门U3A和U3B控制数字电位器U4的输出得到，输出的基准电压灵活可调。信号V2与基准电压比较后，信号输出端口 Signal_OUT端将输出方波信号。
【主权项】
1.一种抗浪涌、增益可调、带信号隔离的信号处理电路，包括十五个电阻，五个电容、四个二极管、一个双向可控硅Q1，三个运算放大器、两个与门、一个电感L1、一个互感线圈Tl、一个滑动变阻器RT1、一个数字电位器U4、一个信号输入接口 Signal_IN、一个信号输出接口 Signal_OUT和两个I/O接口 ；数字电位器U4的型号为ISL90810UIU8Z ； 其特征在于:第十二电阻R12的一端与信号输入接口 Signal_IN、第^^一电阻Rll的一端、第四二极管D4的阴极连接，第十二电阻R12的另一端与第四二极管D4的阳极连接并接地，第i^一电阻Rll的另一端与第十三电阻R13的一端、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极、第五电容C5的一端、第九电阻R9的一端连接，第十三电阻R13的另一端与滑动变阻器RTl的固定端连接，滑动变阻器RTl的活动端接地，第五电容C5的另一端接地，第九电阻R9的另一端与第二运算放大器U2的正向输入端连接，第二运算放大器U2的反相输入端与第一电容Cl的一端、第四电阻R4的一端连接，第二运算放大器U2的输出端与第一电容Cl的另一端、第四电阻R4的另一端、双向可控硅Ql的阳极、双向可控硅Ql的阴极连接、第六电阻R6的一端、第二电容C2的一端连接，第二运算放大器U2的正电源端接+5V电源，负电源端接-5V电源，双向可控硅Ql的控制极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第一二极管Dl的阴极、第二电容C2的另一端连接，第一二极管Dl的阳极与第一电感LI的一端连接，第六电阻R6的另一端与第一电感LI的另一端、第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第三电容C3的一端、第四电容C4的一端连接，第三电容C3的另一端与第一运算放大器Ul的输出端、第二电阻R2的一端、互感线圈Tl中一个线圈的一端连接，第四电容C4的另一端与第八电阻R8的一端、第一运算放大器Ul的正向输入端连接，第八电阻R8的另一端接地，第二电阻R2的另一端与第一电阻Rl的一端、第一运算放大器Ul的反向输入端连接，第一电阻Rl的另一端接地；第一运算放大器Ul的正电源端接+5V电源，负电源端接-5 V电源，互感线圈Tl中与一个线圈的另一端与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接地；第十电阻RlO的一端与互感线圈Tl中另一个线圈的一端连接，另一端接地，互感线圈Tl中另一个线圈的另一端与第五运算放大器U5的正向输入端连接，第五运算放大器U5的反向输入端与第十四电阻R14的一端、数字电位器U4的7号引脚连接，数字电位器U4的I脚架空；第三运算放大器U5的正电源端接+5V电源，负电源端接-5V电源；数字电位器U4的8号引脚接+5V电源，4、5、6号引脚接地，2号引脚与第一与门U3A的输出端连接，3号引脚与第二与门U3B的输出端连接，第一与门U3A的两个输入端与单片机的一个I/O 口连接，第二与门U3B的两个输入端与单片机的一个I/O 口连接，第十四电阻R14的另一端与第三运算放大器U5的输出端、第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与信号输出接口 Signal_OUT连接。
【专利摘要】本发明公开了一种抗浪涌、增益可调、带信号隔离的信号处理电路，包括十五个电阻，五个电容、四个二极管、一个双向可控硅Q1，三个运算放大器、两个与门、一个电感L1、一个互感线圈T1、一个滑动变阻器RT1、一个数字电位器U4、一个信号输入接口Signal_IN、一个信号输出接口Signal_OUT和两个I/O接口；本发明使用了抗浪涌、信号隔离电路，使得电路自我保护特性和抗干扰能力得到增强。在电压比较器环节使用了数字电位器，通过改变数字电位器的输出电压，从而实现对基准电压的任意调节。这样就可以解决在常规信号处理电路中，电压比较器的基准电压为定值，而使得最后输出的方波信号占空比存在较大差别的问题。
【IPC分类】G05F1-56
【公开号】CN104793684
【申请号】CN201510189094
【发明人】王建中, 王森枭, 陈张平, 文裕涛, 商路明
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月20日