一种高度整合的信号输入输出隔离模块及信号采集器的制作方法

本实用新型涉及信号隔离模块领域，特别是涉及一种高度整合的信号输入输出隔离模块及信号采集器。

背景技术：

信号隔离保护主要是为了防止采样信号损毁后端电路，而采取隔离的方式进行信号传递，依次保障接收端的安全。

现有的信号隔离保护方式单一、输出方式单一、安全性差，因此具有适用范围小、保护不足易损坏等缺陷。

为此，需要研发一种保护性能好、适用范围广的隔离模块。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种高度整合的信号输入输出隔离模块及信号采集器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种高度整合的信号输入输出隔离模块，采用变压器隔离方式将输入端、输出端、处理端的电源隔离；所述输入端包括依次电性连接的信号采集模块、输入保护电路、adc模块，所述输出端包括依次电性连接的dac模块、输出保护电路，所述处理端包括电性连接的cpu处理模块、通信转换模块，所述adc模块通过输入隔离耦合模块与cpu处理模块电性连接，所述dac模块通过输出隔离耦合模块与cpu处理模块电性连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述adc模块采用型号为mpc3221的模数转换器，所述dac模块采用型号为dac7512的数模转换器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述输入隔离耦合模块采用一个型号为adum1201的双通道数字隔离器，所述输出隔离耦合模块采用两个型号为adum1200的双通道数字隔离器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述cpu处理模块采用型号为stc8a8k64s4a12的单片机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述通信转换模块采用型号为iso3082的通信转换器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述输入保护电路包括第一tvs管、第一电容、第三电阻、第一二极管、第二二极管和第一电压跟随器，所述第一tvs管与所述第一电容并联，所述第三电阻、第一二极管的负端、第二二极管的正端分别与所述第一电压跟随器的同相端连接，所述第一二极管的正端、第二二极管负端与所述第一电压跟随器的反相端连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述输出保护电路包括第四电阻、第二电压跟随器、第二tvs管，所述第四电阻与第二电压跟随器的同相端连接，所述第二tvs管与所述第二电压跟随器的输出端连接。

本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种信号采集器，具有高度整合的信号输入输出隔离模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型信号输入输出隔离模块具有信号传递失真小、抗干扰强、隔离保护完善、可扩展性等优点，信号可模拟输出，也可以通过通信转换模块与plc或工控机直接通信连接。

附图说明

图1是本实用新型信号输入输出隔离模块的原理图；

图2是本实用新型信号输入输出隔离模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参考图1，本实用新型包括：

一种高度整合的信号输入输出隔离模块，供电系统采用隔离变压器3，将输入端1、输出端2、处理端4的电源隔离；

所述输入端1包括依次电性连接的信号采集模块5、输入保护电路6、adc模块7，所述输出端2包括依次电性连接的dac模块13、输出保护电路14，所述处理端4包括电性连接的cpu处理模块9、通信转换模块10，所述adc模块7通过输入隔离耦合模块8与cpu处理模块9电性连接，所述dac模块13通过输出隔离耦合模块12与cpu处理模块9电性连接；

具体方式为：由信号采集模块5取样获取电压信号，经过输入保护电路6后，传输至adc模块7，将电压信号转换成数字信号，通过输入隔离耦合模块8后传输给cpu处理模块9进行处理；cpu处理模块运算处理后，一方面将数字信号通过输出隔离耦合模块12，传输至给dac模块，将数字信号再转换成电压信号，通过输出保护电路14后输出；另一方面可传输至通信转换模块10，转换成232、485、dp等数字通信方式输出，可以根据实际需要，选择对应的通信模块获取采样信息。

参考图2，本实施例中，所述adc模块7采用型号为mpc3221的模数转换器，所述dac模块13采用型号为dac7512的数模转换器；所述输入隔离耦合模块8采用一个型号为adum1201的双通道数字隔离器，所述输出隔离耦合模块12采用两个型号为adum1200的双通道数字隔离器；所述cpu处理模块9采用型号为stc8a8k64s4a12的单片机；所述通信转换模块10采用型号为iso3082的通信转换器；

其中，所述mpc3221的模数转换器的3脚、2脚与输入保护电路6连接，mpc3221的模数转换器的5脚与adum1201的双通道数字隔离器的2脚连接，mpc3221的模数转换器的4脚与adum1201的双通道数字隔离器的3脚连接，adum1201的双通道数字隔离器的7脚与stc8a8k64s4a12的单片机的45脚连接，adum1201的双通道数字隔离器的6脚与stc8a8k64s4a12的单片机的46脚连接，stc8a8k64s4a12的单片机的22脚、23脚分别与其中一个adum1200的双通道数字隔离器的2脚、3脚连接，该adum1200的双通道数字隔离器的7脚、6脚分别与dac7512的数模转换器的4脚、5脚连接，stc8a8k64s4a12的单片机的24脚与另一个adum1200的双通道数字隔离器的2脚连接，该adum1200的双通道数字隔离器的7脚与dac7512的数模转换器的6脚连接，dac7512的数模转换器的1脚、2脚与输出保护电路14连接；所述iso3082的通信转换器的3脚、4脚与stc8a8k64s4a12的单片机的25脚连接。

具体地，所述输入保护电路6包括第一tvs管t1、第一电容c1、第三电阻r3、第一二极管d1、第二二极管d2和第一电压跟随器，所述第一tvs管t1的一端、第一电容c1的一端、第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端、第一二极管d1的负端、第二二极管d2的正端与第一电压跟随器的同相端连接，第一二极管d1的正端、第二二极管d2的负端与第一电压跟随器的反相端连接，第一电压跟随器的输出端与mpc3221的模数转换器的3脚连接，第一tvs管t1的另一端、第一电容c1的另一端与mpc3221的模数转换器的2脚连接；

所述输出保护电路14包括第四电阻r4、第二电压跟随器、第二tvs管t2，所述第四电阻r4的一端与dac7512的数模转换器的1脚连接，第四电阻r4的另一端与第二电压跟随器的同相端连接，所述第二tvs管t2的一端与所述第二电压跟随器的输出端连接，第二tvs管t2的另一端与dac7512的数模转换器的2脚连接。

本实用新型信号输入输出隔离模块可运用于信号采集器中，从而能够获得一种信号传递失真小、抗干扰性强的信号采集器。

综上所述，本实用新型本实用新型信号输入输出隔离模块具有信号传递失真小、抗干扰强、隔离保护完善、可扩展性等优点。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。