信号输出控制电路的制作方法

本发明实施例涉及信号控制领域，更具体地，涉及一种信号输出控制电路。

背景技术

在轨道交通领域，通常存在多种数据处理过程。数据处理过程可包括如下步骤：首先利用采集装置对数据进行采集，上述数据可包括温度数据、速度数据和加速度数据等与轨道交通运行相关的参数；然后基于采集得到的数据进行判决，并基于判决结果驱动相应的执行机构进行一定的动作，上述执行机构可包括电机。相关技术中，实现驱动执行机构进行动作的控制电路通常直接基于判决结果生成相应的信号，并将信号输出至下一环节，以驱动执行机构动作。但是，由于采集得到的数据本身可能存在异常或其他错误，导致输出的信号为非安全信号，对整个系统的安全性和可靠性产生影响。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的信号输出控制电路。

本发明实施例提供一种信号输出控制电路，该电路包括：升压电路的输入端用于接收两路脉冲频率信号，升压电路的输出端与光耦合器的电源管脚连接；升压电路用于若确认两路脉冲频率信号之间的相位相反，则输出升压电压；光耦合器的输入正极用于接收输入信号，光耦合器的输入负极用于接收相加后的两路脉冲频率信号，光耦合器的输出端用于输出与输入信号对应的输出信号。

本发明实施例提供的信号输出控制电路，通过升压电路确认两路脉冲频率信号之间的相位相反后，向光耦合器输出升压电压，在一方面保证了两路脉冲频率信号的相位相反；以及通过光耦合器自身只有在两路频率信号之间的相位相反时，才能输出相应的输出信号，在另一方面保证了两路脉冲频率信号的相位相反。因此，利用上述两方面能够确认脉冲频率信号的相位相反，保证了采集数据的过程无误，从而保证输出的信号为安全信号，提高了系统运行的安全性和可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本发明实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的信号输出控制电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

采集装置采集数据后，会产生相应的模拟数据。而相关技术中的原电路内含有一个器件，能够对两路模拟数据(一路模拟数据由采集的数据产生，另一路可以为预设的模拟数据)进行比较，并分别会产生两路反相脉冲频率信号。然后，原电路会基于两路反相脉冲频率信号生成相应的信号并输入至下一环节。但是，由于采集得到的数据本身可能存在异常或其他错误，导致输出的信号为非安全信号，对整个系统的安全性和可靠性产生影响。

基于此，图1为本发明实施例提供的信号输出控制电路的结构示意图，如图1所示，包括：升压电路及光耦合器；升压电路的输入端用于接收两路脉冲频率信号，升压电路的输出端与光耦合器的电源管脚连接；升压电路用于若确认两路脉冲频率信号之间的相位相反，则输出升压电压；光耦合器的输入正极用于接收输入信号，光耦合器的输入负极用于接收相加后的两路脉冲频率信号，光耦合器的输出端用于输出与输入信号对应的输出信号。

具体地，由于两路脉冲频率信号是基于前端采集数据的过程所生成的，因此，若采集数据的过程无误或采集得到的数据本身无误，那么生成的两路脉冲频率应当是反相的。因此，若两路脉冲频率信号不是完全反相的，则可以判定两路脉冲频率信号是异常信号，进一步可确定前端采集数据的过程存在异常，从而不能基于两路脉冲频率信号来向下一环节(例如驱动执行机构进行动作)输出信号。

基于上述原理，上述升压电路能够基于接收的两路脉冲频率信号(如图1所示的pulse_inverter和pulse)来判定两路脉冲频率信号是否反相。应当说明的是，只要两路脉冲频率信号不是完全反相，升压电路都不会判定两路脉冲频率信号之间的相位相反，从而不会向光耦合器(如图1所示的u1a)提供升压电压，且光耦合器在没有被提供升压电压的情况下是不会正常工作的。

光耦合器的电源管脚为如图1所示的第6管脚vcc，光耦合器的输入正极为第1管脚1da，光耦合器的输入负极为第2管脚1dk，光耦合器的输出端为第7管脚out。光耦合器的输入正极所接收的输入信号可以为使能时钟信号(如图1所示的clk_1mhz)，本发明实施例对输入信号的具体类型不作限定。光耦合器输出端输出的输出信号应与输入信号相对应，例如与使能时钟信号clk_1mhz相对应的en_clk信号。

光耦合器的工作原理如下：光耦合器的输入正极及输入负极分别连接发光二极管的正极和负极，当光耦合器的输入正极的电平大于光耦合器的输入负极的电平时，发光二极管导通。光耦合器内部的光敏元件基于发光二极管的发光能够使光耦合器的输出端输出相应的输出信号。基于上述光耦合器的工作原理及连接关系可知，在具体的工作工程中，在升压电路为光耦合器提供升压电压，即提供电源的情况下，光耦合器具有以下两种工作情况：若两路脉冲频率信号完全反相，即相加后的两路脉冲频率信号为0，那么则光耦合器的输入负极的电平为0，则输入负极的电平必然小于输入正极的电平，从而光耦合器能够正常工作，光耦合器能够输出相应的输出信号；若两路脉冲频率信号不完全反相，即相加后的两路脉冲频率信号不为0，那么则光耦合器的输入负极的电平不为0，则输入负极的电平不小于输入正极的电平，从而光耦合器不能够正常地输出相应的输出信号。

因此，基于上述升压电路及光耦合器的原理可知，信号输出控制电路对两路脉冲频率信号是否是相位相反的具有以下两层判定：第一层判定由升压电路实现，即只有在两路频率信号之间的相位相反时，才向光耦合器输出升压电压，即提供电源；第二层判定由光耦合器自身的工作原理确定，即只有在两路频率信号之间的相位相反时，才能输出相应的输出信号。

本发明实施例提供的信号输出控制电路，通过升压电路确认两路脉冲频率信号之间的相位相反后，向光耦合器输出升压电压，在一方面保证了两路脉冲频率信号的相位相反；以及通过光耦合器自身只有在两路频率信号之间的相位相反时，才能输出相应的输出信号，在另一方面保证了两路脉冲频率信号的相位相反。因此，利用上述两方面能够确认脉冲频率信号的相位相反，保证了采集数据的过程无误，从而保证输出的信号为安全信号，提高了系统运行的安全性和可靠性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，两路脉冲频率信号包括第一脉冲频率信号及第二脉冲频率信号；相应地，升压电路包括第一mos管、第二mos管、第一二极管及第三电容；第一mos管的漏极与供电电源连接，第一mos管的栅极用于接收第一脉冲频率信号，第一mos管的源极与第二mos管的漏极连接，第二mos管的栅极用于接收第二脉冲频率信号，第二mos管的源极接地；第一mos管的漏极与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极通过第三电容与第一mos管的源极连接，第一二极管的负极与光耦合器的电源管脚连接。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，升压电路还包括第一电阻及第二电阻；第一电阻与第二电阻串联，第一mos管的漏极通过第一电阻及第二电阻与供电电源连接。

如图1所示，第一脉冲频率信号为pulse_inverter，第二脉冲频率信号为pulse，第一mos管为q1，第二mos管为q2，第一二极管为d1，第三电容为c3，供电电源为vdd，第一电阻为r1，第二电阻为r2。

基于上述连接关系，升压电路的工作原理如下：首先关闭第一mos管q1，打开第二mos管q2，电压vdd(供电电源的电压)经过第一电阻r1、第二电阻r2和第一二极管d1对第三电容c3充电；然后，打开第一mos管q1，关闭第二mos管q2，电压vdd经过第一电阻r1、第二电阻r2和第一mos管q1，叠加第三电容c3充电后的电压，得到升压电压v_rise(即为电压vdd与第三电容c3的电压之和)；之后将升压电压输入至光耦合器。

为了保证默认先对第三电容c3充电，再输出升压电压，基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，升压电路还包括第三电阻及下拉电阻；第二mos管的栅极与第三电阻连接，第二mos管的栅极用于通过第三电阻接收第二脉冲频率信号，下拉电阻的一端与第二mos管的栅极连接，下拉电阻的另一端接地。如图1所示，第三电阻为r3，下拉电阻为r4。

具体地，第一mos管q1可以为p沟道增强型mos管，其导通条件为栅极电位低于源极电位；第一mos管q1可以为n沟道增强型mos管，其导通条件为栅极电位高于源极电位。由于第二mos管q2的栅极通过第三电阻r3接收第二脉冲频率信号，第二mos管的源极接地，因此，第二mos管q2的栅极电位必然大于源极电位，第二mos管应为打开状态。而由于第一mos管q1的栅极直接接收第一脉冲频率信号，第二mos管q2的栅极通过第三电阻r3接收第二脉冲频率信号，因此，第一mos管q1的栅极电压必然大于第二mos管q2的栅极电压，即第一mos管q1的栅极电压必然大于第一mos管q1的源极电压，因此，第一mos管q1应为关闭状态。

基于上述原理，能够实现首先关闭第一mos管q1，打开第二mos管q2，对第三电容c3充电。并由于第一脉冲频率信号和第二脉冲频率信号的电平变化及反相，在对第三电容c3充电后或者第三电容c3充电完成后，第一mos管q1的栅极电压小于第一mos管q1的源极电压，第一mos管q1的状态转换为打开状态；第二mos管q1的栅极电压小于第二mos管q1的源极电压，第二mos管q2的状态转换为关闭状态。基于此，能够实现上述第一mos管及第二mos管打开和关闭的流程。

应当说明的是，如果第一脉冲频率信号和第二脉冲频率信号并非完全反相，则会导致过早的进入第一mos管q1的打开状态，第二mos管q2的关闭状态，造成第三电容c3充电时间不足，导致升压电压过低，无法使光耦正常工作，从而使升压电路能够实现确认两路脉冲频率信号之间的相位相反后，输出升压电压的功能。

本发明实施例提供的信号输出控制电路，能够基于各部件之间的连接关系，控制mos管开关的先后顺序，实现在第一脉冲频率信号和第二脉冲频率信号反相的情况下产生升压电压，为光耦合器提供工作电源。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，升压电路还包括第二二极管、第一电容及第二电容；第一二极管的负极与第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与光耦合器的电源管脚连接；第一电容与第二电容并联，第一电容的一端及第二电容的一端与供电电源连接，第一电容的另一端及第二电容的另一端与第二二极管的负极连接。如图1所示，第二二极管为d2，第一电容为c1，第二电容为c2。具体地，升压电压v_rise经过第二二极管d2输出到光耦合器。第一电容为c1和第二电容为c2的作用是滤波，去掉毛刺。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，光耦合器的地管脚连接供电电源，光耦合器的输出端与下一环节控制电路连接。具体地，如图1所示，光耦合器的地管脚为第5管脚gnd，连接vdd。由于升压电压v_rise为电压vdd与电容电压之和，因此，光耦合器的实际工作电压为电容电压。基于上述设置，如果第一脉冲频率信号和第二脉冲频率信号并非完全反相，则会导致电容充电时间短，电容电压过低，无法使光耦合器正常工作，从而能够实现升压电路若确认两路脉冲频率信号之间的相位相反，则输出升压电压的功能。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，信号输出控制电路还包括第五电阻及第六电阻；第一脉冲频率信号通过第五电阻输入至光耦合器的输入正极，第二脉冲频率信号通过第六电阻输入至光耦合器的输入正极。如图1所示，第五电阻为r4，第六电阻为r6。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，信号输出控制电路还包括第四电容；第四电容的一端分别与第五电阻、第六电阻及光耦合器的输入正极连接，第四电容的另一端接地。如图1所示，第四电容为c4，第四电容c4的作用是滤波，去掉毛刺。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，升压电路包括单片机及dc-dc升压电路；单片机用于若确认接收的两路脉冲频率信号之间的相位相反，则控制dc-dc升压电路向光耦合器提供升压电压，以及用于根据相加后的两路脉冲频率信号控制输入至光耦合器的输入负极的电平值。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，升压电路包括现场可编程逻辑器件及dc-dc升压电路；现场可编程逻辑器件用于若确认接收的两路脉冲频率信号之间的相位相反，则控制dc-dc升压电路向光耦合器提供升压电压，以及用于根据相加后的两路脉冲频率信号控制输入至光耦合器的输入负极的电平值。

具体地，上述dc-dc升压电路的功能只是提供一个升压电压，其本身不能如上述实施例提供的升压电路一样，能够对第一脉冲频率信号及第二脉冲频率信号之间的相位差异进行判断。而上述判断过程由单片机或现场可编程逻辑器件实现。并且，光耦合器的输入负极的电平值同样可以由单片机或现场可编程逻辑器件直接控制，例如在判断第一脉冲频率信号及第二脉冲频率信号相位相反后，可直接输入0电平。可以理解的是，单片机或现场可编程逻辑器件也可直接判定两路脉冲信号之和是否为0这一具体的方式确认第一脉冲频率信号及第二脉冲频率信号是否相位相反。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。