一种用于提供双极性信号的接口电路的制作方法

文档序号:8868527
一种用于提供双极性信号的接口电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于提供双极性信号的接口电路。
【背景技术】
[0002]近年来,设备传动控制器的信号控制方式有多种多样,比如:用成本较高的PLC模拟量控制、多分部传动的同步分配器或用电位器简单的直接引入的信号控制等等,而所有这些信号的采集只能在满足控制器在单向输出的条件下进行。随着现代工业的快速发展,对制造、加工等领域的设备控制又提出了更高的要求,常常会遇到要在一定的区域内使驱动器能够让电动机快速往返运转并实现交替切换去满足工艺生产需要的设备,也就是说只有实现控制器信号的双极性,才能快速响应实现电机正反转交替运行。若用PLC+模拟量模块这种方式去实现双极性信号,需要花费人力去编写程序,再加上昂贵的PLC和模拟量模块的材料成本,尤其是对于单机控制来说,用这种方式很不划算,也不科学,一般不采用。因此,有必要提供一种成本低、电路简易、信号处理可靠的控制单元,能为控制器提供双极性信号源的接口电路。
[0003]中国专利申请号CN201210404516.3公开了一种双端输出双极性电源,利用控制信号电路、两个放大电路和反相电路以同时输出连续可调的双极性的电压信号,该电源的比较电路由运算放大器Al、对应的电阻、电容和电位器RVl组成,运算放大器Al的同相输入端接收通过控制信号和反馈信号得到的比较信号,反相输入端接收电位器的电压信号产生的预设信号,输出端输出根据比较信号与预设信号进行比较得到调节信号。该电源是要在同一时间输出两路极性相反的信号,而与控制器所需要的单路在不同时间输出不同极性信号的要求不一致,不满足使用要求;而比较电路仅仅实现了信号的同相调节,而不能实现信号极性的转换。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种用于提供双极性信号的接口电路,以解决现有电路不满足使用要求的问题。
[0005]为了实现以上目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种用于提供双极性信号的接口电路,包括运算放大器Q3,Q3的同相输入端与可变电阻DW2的信号输出端连接,Q3的反相输入端用于与可变电阻DWl的信号输出端连接,且DWl的信号输出端用于与信号源连接,Q3的输出端通过反馈电阻R13与运算放大器的反相输入端连接,且Q3的输出端用于与驱动控制器连接。
[0006]所述可变电阻DWl通过两个反相放大电路与运算放大器Q3连接。
[0007]所述运算放大器Q3的输出端用于通过第三反相放大电路与驱动控制器连接。
[0008]所述第三反相放大电路包括运算放大器Q4,Q4的反相输入端用于与运算放大器Q3的输出端连接,其同相输入端接地,Q4的输出端通过可变电阻DW3与其反相输入端连接。
[0009]本实用新型用于提供双极性信号的接口电路利用可变电阻DW2调节基准电压,做为输出电压值的正负极性转换基准点,利用与信号源连接的可变电阻DWl作为输入信号,将输入信号与基准电压分别连接到运算放大器的两个输入端进行比较,以确定输出信号的极性。该电路是一种用于与不同外部信号源和相联驱动器的连接,在进行拖动控制时所需信号的接口电路,可以对不同器件的信号源的信号进行采集、处理后,提供正、负极性值的输出信号,使驱动控制器在满足工艺生产时,实现了传动电机能快速响应完成正反交替运行的目的。该接口电路在组合安装后,具有体积小、电路器件精简、设计合理、材料成本低、信号稳定的优点,有较好的使用价值。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
[0012]如图1所示为本实用新型用于提供双极性信号的接口电路的原理图,由图可知,该电路包括运算放大器Q3,Q3的同相输入端与可变电阻DW2的信号输出端连接,Q3的反相输入端用于与可变电阻DWl的信号输出端连接,且DWl信号输出端的抽头(滑动触头)与信号源连接,Q3的输出端通过反馈电阻R13与运算放大器的反相输入端连接,且Q3的输出端用于与驱动控制器连接;DW2和DWl的两个固定端均分别与电源端(本实施例为+15V)和地连接。
[0013]对于信号源来说,可采用不同的具有模拟量输出的器件,具有线性输出,如:模拟量的传感器(接近开关)、测速机等,只要满足安装要求,并能在相连的传动过程中输出模拟信号即可。该接口电路的输出信号可去控制传动的驱动控制器单元,此单元可为直流调速器、变频器、伺服控制器等调速器。
[0014]进一步地,可变电阻DWl通过两个反相放大电路与运算放大器Q3连接,如图所示,第一反相放大电路包括运算放大器Q1、电阻R7、反馈电阻R9,Dffl信号输出端的信号Vi通过电阻R7连接到Ql的反相输入端,Ql的同相输入端接地,其输出端通过反馈电阻R9连接至其反相输入端;第二反相放大电路包括运算放大器Q2、电阻R10、反馈电阻R11,第一反相放大电路的输出信号Vil通过电阻RlO连接到Q2的反相输入端,其同相输入端接地,Q2的输出端通过反馈电阻Rll连接到其反相输入端;第二反相放大电路的输出信号Vi2通过电阻R12连接到Q3的反相输入端,Q3的同相输入端与可变电阻DW2的信号输出端连接。
[0015]更进一步地,运算放大器Q3的输出端用于通过第三反相放大电路与驱动控制器连接,第三反相放大电路包括运算放大器Q4,Q3的输出信号Vi3通过电阻R14连接至Q4的反相输入端,Q4的同相输入端接地,其输出端通过可变电阻DW3与其反相输入端连接,且Q4的输出信号Vout用于与驱动控制器连接。这里的可变电阻DW3用于调节输出电压Vout值的微调量,可改变输出值的大小。
[0016]集成运放Q1、Q2和Q4的增益只与反馈回路有关,则:
[0017]Ql的增益Arl由外接电阻R9和Rl的比值确定,计算过程如下:Arl = -R9/R7=-20/10 = -2 ;
[0018]Q2的增益Ar2由外接电阻Rll和RlO的比确定,计算过程如下:Ar2 = -R11/R10=-20/10 = -2 ;
[0019]Q4的增益Ar4由外接可变电阻DW3和R14的比确定,若将可变电阻DW3调到20K,计算过程如下:Ar4 = -RDW3/R14 = -20/10 = -2 ;
[0020]上述公式中“一 ”号只表示运算放大的电路是反相输入接法,运算放大的Ar 1、Ar 2和Ar4均为2,即若信号源输出Vi的电压为O?1.5V时,将会在Ql的输出端Vil输出O?一 3V,Q2的输出端Vi2输出O?+6V。
[0021]本实用新型的工作原理和过程如下:一般传动机构驱动器的控制信号都不超过10V,也就是说Vout最大值也不超过10V,Q4的输出电压Vout值受同相和反相端信号运算后确定,只要集成运放Q2的输出电压Vr2的绝对值大于可变电阻DW2调节的基准电压,Vout就为正极性值;相反,Vout就为负极性值。这样只要把可变电阻DW2调整为合适的理想值,也就是说集成运放Q3同相输入端的基准值选择合适,Q4的输出电压Vout值就跟随信号源的变化实现正负极性交替改变,并向外部输入信号。
[0022]以上实施例仅用于帮助理解本实用新型的核心思想,不能以此限制本实用新型,对于本领域的技术人员,凡是依据本实用新型的思想,对本实用新型进行修改或者等同替换,在【具体实施方式】及应用范围上所做的任何改动,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于提供双极性信号的接口电路,其特征在于:包括运算放大器Q3,Q3的同相输入端与可变电阻DW2的信号输出端连接,Q3的反相输入端用于与可变电阻DWl的信号输出端连接,且DWl的信号输出端用于与信号源连接,Q3的输出端通过反馈电阻R13与运算放大器的反相输入端连接,且Q3的输出端用于与驱动控制器连接。
2.根据权利要求1所述的用于提供双极性信号的接口电路,其特征在于:所述可变电阻DWl通过两个反相放大电路与运算放大器Q3连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于提供双极性信号的接口电路,其特征在于:所述运算放大器Q3的输出端用于通过第三反相放大电路与驱动控制器连接。
4.根据权利要求3所述的用于提供双极性信号的接口电路,其特征在于:所述第三反相放大电路包括运算放大器Q4,Q4的反相输入端用于与运算放大器Q3的输出端连接,其同相输入端接地,Q4的输出端通过可变电阻DW3与其反相输入端连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于提供双极性信号的接口电路,包括运算放大器Q3,Q3的同相输入端与可变电阻DW2的信号输出端连接,Q3的反相输入端用于与可变电阻DW1的信号输出端连接,且DW1的信号输出端用于与信号源连接,Q3的输出端通过反馈电阻R13与运算放大器的反相输入端连接,且Q3的输出端用于与驱动控制器连接。本实用新型用于提供双极性信号的接口电路利用可变电阻DW2调节基准电压,做为输出电压值的正负极性转换基准点,利用与信号源连接的可变电阻DW1作为输入信号,将输入信号与基准电压分别连接到运算放大器的两个输入端进行比较,以确定输出信号的极性。
【IPC分类】H03C3-38
【公开号】CN204578466
【申请号】CN201520287133
【发明人】宋广平
【申请人】河南省通信电缆有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月6日
再多了解一些
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