一种数字信号切换电路及一种用于控制激光器的开关电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种高速数字信号切换电路及应用了该高速数字信号切换电路的激光器开关电路。
【背景技术】
[0002]随着科技不断的发展，对数字开关的高速通断的要求也在不断的提高。不仅要求数字信号能够高速通断，而且要求具有足够的带载能力和稳定性。
【实用新型内容】
[0003]根据本申请的一个方面，提供一种数字信号切换电路，该电路能在微秒级别高速切换数字信号，用于数字信号输出装置，能够实现高速精确的控制，同时又具有高带负载能力和稳定性。
[0004]所述数字信号切换电路，所述数字信号切换电路与控制芯片相连接，包括负反馈放大电路、高速光親合器、信号输出电路；
[0005]其中，控制芯片接收外触发脉冲信号产生高电平，高电平通过负反馈放大电路放大后进入高速光親合器，转变为低电平信号，再经信号输出电路输出。
[0006]优选地，所述负反馈放大电路中包括三极管Ql，三极管Ql的发射级接地，三极管Ql的基极与控制芯片相连，三极管Ql的集电极与所述高速光耦合器的输入端负极相连。
[0007]优选地，所述负反馈放大电路中包括电阻Rl，电阻Rl的一端连接电源电压，电阻Rl的另一端与所述高速光耦合器的输入端正极相连。
[0008]优选地，所述信号输出电路包括三极管Q2和电阻R4;三极管Q2的基极与高速光耦合器输出端相连，三极管Q2的发射级接地，三极管Q2的集电极与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端为电源电压。
[0009]优选地，所述信号输出电路包括电容Cl和电容C2;电容Cl的两端分别与所述三极管Ql的集电极和发射极相连;电容C2的两端分别与所述三极管Q2的基极和发射极相连。
[0010]优选地，所述负反馈放大电路中包括电阻R2，电阻R2的一端为电源电压，电阻R2的另一端与所述三极管Ql的集电极相连;所述信号输出电路包括电阻R3，电阻R3的一端为电源电压，电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极相连。
[0011]优选地，所述三极管Ql和所述三极管Q2均为NPN型的三极管;所述三极管Q2的集电极为信号输出端。
[0012]优选地，所述高速光耦合器的型号为6N137。
[0013]优选地，所述控制芯片为STC15W4K32S4芯片。
[0014]高速光耦合器接收到来自控制芯片的信号后，内部二极管导通并发光，内部的光敏三极管接受到光照导通。在光耦芯片的输出端输出的高电平信号，三极管Q2的基极接收到信号之后导通，三极管Q2的集电极输出低电平信号；当光耦芯片的输出端输出低电平信号时，三极管Q2的基极接收到信号之后截止。将光耦芯片的输出端输出的信号被设置成持续高电平信号，通过对来自控制芯片的信号控制光耦芯片的输出信号，当来自控制芯片的信号大于触发阈值输出高电平信号，反之输出低电平信号，即可实现数字信号的高速切换。
[0015]由于高速光耦合器属于集电极开路所以在设计时需要加一个上拉电阻，光耦的输出端与三极管Q2相连，并且为了增强高速光耦合器的驱动能力需要在输出端接上一个电容C2，同时输出端接上限流电阻与三极管Q2相连，三极管Q2的连接方式为共集电极放大电路，集电极作为信号的输出端，来接外部设备。三极管Q2的集电极输出的低电平信号经过对放大后，带负载能力得到大幅提升。
[0016]可以通过改变电路中电阻的电阻值、电容的电容值改变低电路所输出的电平信号强度以及电路切换的相应速度。本领域技术人员可以根据实际需要，选择合适的电阻和电容。三极管Q2的集电极输出的低电平信号电压可在OV?5V之间调变。优选地，所述三极管Q2的基极限流电阻阻值为4700 Ω，电容C2的容量值为104yF。
[0017]根据本申请的又一方面，提供一种用于控制激光器的开关电路，其特征在于，包括上述任一数字信号切换电路。
[0018]优选地，所述用于控制激光器的开关电路包括8个数字信号切换电路。各电路均可独立控制激光器开关。
[0019]本申请的有益效果包括但不限于：
[0020](I)本申请所提供的数字信号切换电路实现了对数字信号的高速通断。
[0021](2)本申请所提供的数字信号切换电路具有较高的带负载能力。
[0022](3)本申请所提供的数字信号切换电路具有好的稳定性，适用范围广，能够较好的嵌入到其他设备中。
[0023](4)本申请所提供的数字信号切换电路由于可以自动断线保护，能够保护与电路相连的外部设备，防止外部设备受到大的电压或者电流损坏外部设备。
[0024](5)本申请所提供的数字信号切换电路实现了多路数字开关通道和多路模拟电路，并且各电路之间可以独立控制。
[0025](6)本申请所提供的数字信号切换电路输出的电压大小可以调节。
【附图说明】
[0026]图I是本申请一种实施方式的数字信号切换电路图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
[0028]实施例I
[0029]作为本申请所述数字信号切换电路的一种实施例方式，如图I所示，包括控制芯片(采用STC15W4K32S4芯片）、负反馈放大电路、高速光耦合器(采用6N137光耦合器)和信号输出电路。其中，负反馈放大电路中由三极管Ql、电阻Rl、电阻R2和电容Cl组成;三极管Ql的基极与控制芯片的2?9的任意一个脚相连，三极管Ql的集电极与电阻R2的一端和高速光耦合器输入端负极相连，三极管Ql的发射极与地相连；电阻R2的另一端与电源和电阻Rl的一端相连；电阻Rl的另一端与高速光耦合器输入端正极相连；电容Cl的一端连接第I接线端，另一端连接第2接线端，第I接线端位于三极管Ql的集电极与高速光耦合器输入端之间，第2接线端位于三极管Ql的发射极与地之间。信号输出电路由三极管Q2、电阻R3、电阻R4和电容C2组成;三极管Q2的基极与高速光耦合器输出端相连，三极管Q2的集电极与电阻R4的一端相连，三极管Q2的发射极与地相连；电阻R4的另一端与电源、高速光耦合器输出端和电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端与高速光親合器输出端相连；电容C2的一端连接第3接线端，另一端连接第4接线端，第3接线端位于电阻R3与高速光耦合器输出端之间，第4接线端位于三极管Q2的发射极与地之间。使用了片STC15W4K32S4的增强型PffM波形设计，可以实现脉宽可调节电压可调解的PWM波形，使得输出的模拟电压满足外围设备驱动要求。
[0030]高速光耦合器的输入电路连接了三级管Ql的普通放大电路，如果不采取此电路，从控制芯片输出的电压很难达到驱动起高速光耦合器的要求，同时高速光耦合器的输出端也接了旁路电容C2用以提高高速光耦合器驱动三级管Q2的作用，高速光耦合器的输出引脚还必须外接一个上拉电阻否则达不到输出高低电平的目的，之后连接到三极管Q2的基极来控制三极管Q2的导通和截至，三级管Q2的集电极需要加上拉电阻R4;三极管Q2的连接方式属于共集电极电路。电路工作时串口发送数据接收收据端连接到芯片MAX232上，MAX232的Rout与Tin端再分别连接到控制型芯片STC15W4K32S4的发送和接收引脚上，用来接收上位机（图中未示出）发送来的信号和反馈信号到上位机，芯片STC15W4K32S4的IO口与8路数字信号的三极管Ql基极相连，用来驱动高速光耦合器，高速光耦合器的输出端连接上拉电阻R4和旁路电容C2并连接上一个三级管Q2以提高带载能力，三级管Q2的集电极接输出，可以输出高低电平信号。
[0031]实施例2
[0032]作为本申请的一种用于控制激光器的开关电路的实施例方式，控制芯片STC15W4K32S4中2?9的每一个脚分别与一个三极管Ql的基极相连，共连接8个所述的数字信号切换电路。
[0033]以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
【主权项】
1.一种数字信号切换电路，其特征在于，所述数字信号切换电路与控制芯片相连接，包括负反馈放大电路、高速光耦合器、信号输出电路； 其中，控制芯片接收外触发脉冲信号产生高电平，高电平通过负反馈放大电路放大后进入高速光耦合器，转变为低电平信号，再经信号输出电路输出。2.根据权利要求I所述的数字信号切换电路，其特征在于，所述负反馈放大电路中包括三极管Ql，三极管Ql的发射级接地，三极管Ql的基极与控制芯片相连，三极管Ql的集电极与所述高速光耦合器的输入端负极相连。3.根据权利要求2所述的数字信号切换电路，其特征在于，所述负反馈放大电路中包括电阻Rl，电阻Rl的一端连接电源电压，电阻Rl的另一端与所述高速光耦合器的输入端正极相连。4.根据权利要求3所述的数字信号切换电路，其特征在于，所述信号输出电路包括三极管Q2和电阻R4;三极管Q2的基极与高速光耦合器输出端相连，三极管Q2的发射级接地，三极管Q2的集电极与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端为电源电压。5.根据权利要求4所述的数字信号切换电路，其特征在于，所述信号输出电路包括电容Cl和电容C2;电容Cl的两端分别与所述三极管Ql的集电极和发射极相连；电容C2的两端分别与所述三极管Q2的基极和发射极相连。6.根据权利要求4所述的数字信号切换电路，其特征在于，所述负反馈放大电路中包括电阻R2，电阻R2的一端为电源电压，电阻R2的另一端与所述三极管Ql的集电极相连;所述信号输出电路包括电阻R3，电阻R3的一端为电源电压，电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极相连。7.根据权利要求4所述的数字信号切换电路，其特征在于，所述三极管Ql和所述三极管Q2均为NPN型的三极管;所述三极管Q2的集电极为信号输出端。8.根据权利要求6所述的数字信号切换电路，其特征在于，所述高速光耦合器的型号为6N137。9.一种用于控制激光器的开关电路，其特征在于，包括权利要求I至8任一项所述的数字信号切换电路。10.根据权利要求9所述的开关电路，其特征在于，包括8个所述数字信号切换电路。
【专利摘要】本申请公开了一种数字信号切换电路及一种用于控制激光器的开关电路。该数字信号切换电路与控制芯片相连，包括负反馈放大电路、高速光耦合器、信号输出电路；其中，控制芯片接收外触发脉冲信号产生高电平，高电平通过负反馈放大电路放大后进入高速光耦合器，转变为低电平信号，再经信号输出电路输出。该电路能在微秒级别高速切换数字信号，用于数字信号输出装置，能够实现高速精确的控制，同时又具有高带负载能力和稳定性。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205158063
【申请号】CN201520977947
【发明人】吴宗斌
【申请人】大连光耀辉科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月1日