一种模拟输入采集电路及检测装置的制作方法

文档序号:15378412发布日期:2018-09-07 23:44阅读:680来源:国知局

本实用新型涉及测试电路技术领域,特别是一种兼容不同输入信号的模拟输入采集电路及检测装置。



背景技术:

模拟输入信号有电压型输入、电流型输入、电阻型输入三种。在应用电路上电流型和电阻型的模拟信号采集电路相似,下文中将此两种电路统称为“有源型”模拟输入。

如图1(A)和图1(B)所示,“有源型”模拟输入指被测器件的电压或者电流,通过采样电阻R1产生电压信号V_OUT,该电压信号V_OUT接入电压测量电路,便可检测出输入电压V_IN或输入电流I_IN。

其中I_IN=V_OUT/R1,V_IN=V_OUT*R1/(R1+R2)。

如图2所示,“电阻型”模拟输入是指被测对象是未知阻值的电阻Rx,被测对象包括热敏电阻或光敏电阻等器件。通过已知偏置电压VCC、电阻R1和输出电阻V_OUT可以检测出未知电阻Rx的阻值。Rx=V_OUT*R1/(VCC-V_OUT)。

如果需要兼容的接收上述三种不同输入,以便后续测试,那么就需要一种同时兼容三种模拟输入的电路。申请号为201520903224.3的中国实用新型专利公开了一种可转换类型的模拟量输入模块,包括电阻型传感器、电流型传感器和电压型传感器,通过一类型转换模块进行输入选择,但上述申请并未公开具体电路的实现方式。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于提供一种模拟输入采集电路及检测装置,

所述模拟输入采集电路包括,

在供电电源与地之间,依次连接的第一开关、第一电阻、第二电阻和第二开关;

所述第一电阻和第二电阻的公共端一端连接第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端作为模拟输入采集电路的输入端,连接被测器件;

所述第一电阻和第二电阻的公共端另一端作为模拟输入采集电路的输出端,连接电压测量电路;

所述第一开关和第二开关的开闭状态分别可控。

由上,分别控制第一开关和第二开关的开闭状态,当第一开关闭合且第二开关断开时,模拟输入电路为“电阻型”模拟输入,通过计算可检测出被测器件的电阻值。当第一开关断开且第二开关闭合时,模拟输入电路为“有源型”模拟输入,可以测量被测器件的电流输入值或电压输入值。

其中,所述第一开关为P沟道MOS管,其源级与所述供电电源连接,栅极连接至一控制端,漏极与所述第一电阻连接;

所述第二开关为N沟道MOS管,其漏极与所述第二电阻连接,栅极连接至一所述控制端,源级接地。

由上,通过将第一开关和第二开关的控制端统一,且第一开关和第二开关的控制逻辑互逆,以实现控制端输出一控制值后,第一开关和第二开关的开闭情况相反,从而分别对应“电阻型”模拟输入和“有源型”模拟输入,通过最少的器件便可实现不同模拟输入电路的切换。

对应的,本申请还提供一种检测装置,包括上述模拟输入采集电路,还包括

被测器件,连接于所述模拟输入采集电路的输入端;

电压测量电路,连接于所述模拟输入采集电路的输出端;

开关控制电路,分别与所述第一开关和第二开关电连接。

由上,开关控制电路分别控制第一开关和第二开关的开闭状态,当第一开关闭合且第二开关断开时,模拟输入电路为“电阻型”模拟输入,通过电压测量电路测量电压,再结合欧姆定律便可检测出被测器件的电阻值。当第一开关断开且第二开关闭合时,模拟输入电路为“有源型”模拟输入,通过电压测量电路测量电压,再结合欧姆定律便测量被测器件的电流输入值或电压输入值。

附图说明

图1(A)为“有源型”模拟输入采集电路采集电压的原理示意图;

图1(B)为“有源型”模拟输入采集电路采集电流的原理示意图;

图2为“电阻型”模拟输入采集电路的电路原理示意图;

图3为本申请包括模拟输入采集电路的检测装置的电路原理示意图。

具体实施方式

下面参见图3对本实用新型所述的模拟输入采集电路及检测装置进行详细说明。

在供电电源VCC与地之间,依次串联P沟道MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和N沟道MOS管Q2。

P沟道MOS管Q1的源级S与所述供电电源VCC连接,栅极G连接至一控制端口CTRL,漏极D与所述第一电阻R1连接。

所述第一电阻R1和第二电阻R2的公共端一端连接第三电阻R3的一端。所述第三电阻R3的另一端作为模拟输入电路的输入端IN;公共端另一端作为模拟输入电路的输出端V_OUT。

模拟输入采集电路的输入端IN连接被测器件,模拟输入采集电路的输出端V_OUT连接电压测量电路。

N沟道MOS管Q2的漏极D与所述第二电阻R2连接,栅极G连接至所述控制端口CTRL,源级S接地。

上述电路的工作原理为:通过所述控制端口CTRL输出不同电压,从而控制P沟道MOS管Q1和N沟道MOS管Q2的开闭,从而对应不同模拟输入电路的类型。

当所述控制端口CTRL输出电压=0时,P沟道MOS管Q1的栅极电压UG<源级电压US,由此P沟道MOS管Q1导通。

N沟道MOS管Q2的栅极电压UG=源级电压US=地电压,由此N沟道MOS管Q2关断。

此时电路对应背景技术中的“电阻型”模拟输入,被测器件的电阻计算公式为:

Rx=V_OUT*R1/(VCC-V_OUT)-R3,式中Rx表示被测器件的电阻值,VCC和V_OUT分别表示供电电源的电压和输出端电压,R1、R3分别表示第一电阻R1和第三电阻R3的阻值。

当所述控制端口CTRL输出电压=VCC时,P沟道MOS管Q1的栅极电压UG=源级电压US,由此P沟道MOS管Q1关断。

N沟道MOS管Q2的栅极电压UG>源级电压US,由此N沟道MOS管Q2导通。此时电路对应背景技术中的“有源型”模拟输入,可以测量被测器件的电流输入值或电压输入值。

当测量被测器件的电流输入值时,计算公式为:

I_IN=V_OUT/R2,式中I_IN表示被测器件的电流输入值,V_OUT表示输出端电压,R2表示第二电阻R1的阻值。

当测量被测器件的电压输入值时,计算公式为:

V_IN=V_OUT*(R2+R3)/R2,式中V_IN表示被测器件的电压输入值,V_OUT表示输出端电压,R2、R3分别表示第二电阻R2和第三电阻R3的阻值。

本申请通过设置两逻辑互逆的MOS管,通过对两MOS管进行开关控制,以实现切换不同的模拟输入,从而可以通过一块电路板进行多种测试。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,例如,还可用三极管或者继电器代替所述P沟道MOS管和N沟道MOS管,并且通过一开关控制电路对三极管或者继电器进行开闭逻辑控制。所述开关控制电路包括单片机或其他具有控制指令输出功能的电路,在此不进行限定。总之,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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