V-pwm变换电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种V-PWM变换电路，包括顺次连接的比较器、驱动器及由电阻R3、电容C1构成的RC滤波电路，所述比较器的同相输入端用于连接模拟输入信号，比较器的反相输入端与电阻R3、电容C1的中间连接点相连接，所述驱动器的输出端即为PWM输出信号端。本发明的V-PWM变换电路利用比较器及RC滤波电路将输入的模拟信号转换为不易衰减的PWM信号输出，即将模拟输入信号与比较器后级的RC电路中电容电压比较，输出经整形产生PWM信号，PWM是数字信号，抗干扰能力强，方便远距离传输，并且隔离传输简单、容易还原为电压信号，适合电磁干扰较大的场合使用，通过此转换能够实现输入信号的远距离传输或隔离，防止长距离传输时的失真。
【专利说明】V-PWM变换电路
【技术领域】
[0001]本发明属于电子【技术领域】，具体涉及一种V-PWM变换电路。
【背景技术】
[0002]模拟信号在较长距离传输时容易衰减失真，在电磁环境复杂需要隔离的情况下隔离难度较大，甚至在汽车级应用中难以找到汽车级线性隔离器件。以上情况一般通过V-F变换实现，但V-F变换器件价格高，外围电路复杂，还原为电压信号时还需要F-V变换器，进一步增加了成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种V-PWM变换电路，以解决模拟信号长距离传输及隔离难度大成本高的问题。
[0004]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是:一种V-PWM变换电路，包括顺次连接的比较器、驱动器及由电阻R3、电容Cl构成的RC滤波电路，所述比较器的同相输入端用于连接模拟输入信号，比较器的反相输入端与电阻R3、电容Cl的中间连接点相连接，所述驱动器的输出端即为PWM输出信号端。
[0005]所述比较器的输出端与电源端之间连接有上拉电阻R2。
[0006]所述比较器的同相输入端用于通过电阻Rl与模拟输入信号连接。
[0007]所述比较器的同相输入端还连接有由二极管Dl、D2串联构成的钳位保护电路，二极管Dl的阴极用于与电源连接，Dl的阳极和D2的阴极均连接于比较器的同相输入端，D2的阳极接地。
[0008]本发明的V-PWM变换电路利用比较器及RC滤波电路将输入的模拟信号转换为不易衰减的PWM信号输出，即将模拟输入信号与比较器后级的RC电路中电容电压比较，输出经整形产生PWM信号，PWM是数字信号，抗干扰能力强，方便远距离传输，并且隔离传输简单、容易还原为电压信号，适合电磁干扰较大的场合使用，通过此转换能够实现输入信号的远距离传输或隔离，防止长距离传输时的失真。在实际应用时再通过单片机输入捕获管脚采样并计算PWM的占空比即可实现AD采样，并且PWM输出信号经RC滤波即可还原为电压信号，也可以用AD采样，使用简单灵活。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明V-PWM变换电路的电路图；
[0010]图2为本发明V-PWM变换电路的应用电路图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
[0012]如图1所示为本发明V-PWM变换电路实施例的电路图，由图可知，该电路包括顺次连接的比较器Ul、驱动器U2及由电阻R3、电容Cl构成的RC滤波电路，比较器的同相输入端用于连接模拟输入信号Vin，比较器的反相输入端与电阻R3、电容Cl的中间连接点相连接，Vcap即RC滤波后的电压信号，其中PWM占空比等与输入信号和电源电压之比；驱动器的输出端即为PWM输出信号端，供远距离传输或用于隔离。
[0013]本实施例的比较器也可以采用运算放大器，驱动器采用同相驱动器(即缓冲器)。
[0014]比较器的输出端与电源端VCC之间连接有上拉电阻R2。
[0015]比较器的同相输入端用于通过电阻Rl与模拟输入信号连接。
[0016]比较器的同相输入端还连接有由二极管Dl、D2串联构成的钳位保护电路，二极管Dl的阴极用于与电源连接，Dl的阳极和D2的阴极均连接于比较器的同相输入端，D2的阳极接地。
[0017]本发明的工作原理如下:上电后电容Cl上电压Vcap为O,输入电压Vin与其比较，输出端为高，经同相驱动器后给RC滤波电路充电，当电压Vcap大于Vin时，比较器输出翻转，RC电路经R3放电，直至电压低于Vin，比较器输出又发生翻转，形成振荡输出，即PWM信号。由电路原理知电容电压Vcap基本等于输入电压Vin (误差为比较器的分辨率)，由傅里叶变换知电容Cl的电压正比于PWM信号的占空比，采样计算该占空比即可实现模数转换。
[0018]如图2所示，为V-PWM变换电路隔离传输的具体应用，输入的模拟信号Vin经过V-PWM变换电路转换为PWM信号输出，PWM信号再经光耦U3隔离，在光耦输出后由同相驱动器U4整形，1C信号接单片机输入捕获管脚，计算占空比即可实现模数转换，Vout为RC滤波后的电压，与输入电压相同，接单片机ADC接口也可以实现模数转换。
[0019]本发明的V-PWM变换电路实施例是采用比较器、同相驱动器实现的，当然，比较器也可以采用反相运算放大器，相应的驱动器采用反相器也可以达到同样的目的。以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明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，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种V-PWM变换电路，其特征在于:包括顺次连接的比较器、驱动器及由电阻R3、电容Cl构成的RC滤波电路，所述比较器的同相输入端用于连接模拟输入信号，比较器的反相输入端与电阻R3、电容CI的中间连接点相连接，所述驱动器的输出端即为PWM输出信号端。
2.根据权利要求1所述的V-PWM变换电路，其特征在于:所述比较器的输出端与电源端之间连接有上拉电阻R2。
3.根据权利要求1所述的V-PWM变换电路，其特征在于:所述比较器的同相输入端用于通过电阻Rl与模拟输入信号连接。
4.根据权利要求1?3任意一项所述的V-PWM变换电路，其特征在于:所述比较器的同相输入端还连接有由二极管D1、D2串联构成的钳位保护电路，二极管Dl的阴极用于与电源连接，Dl的阳极和D2的阴极均连接于比较器的同相输入端，D2的阳极接地。
【文档编号】G05B19/042GK104035361SQ201410202937
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】王永秋, 张永强, 李兴佳, 彭能岭, 李振山, 危波, 李钰锐, 秦自瑞, 梁赟 申请人:郑州宇通客车股份有限公司