隔离型方波降频电路的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种隔离型方波降频电路。

背景技术：

测量领域中，很多传感器(物理量：扭力、压力、温度等)或设备输出方波信号，通过频率的变化体现物理量的变化，使用测量仪器测量方波频率从中解析出实际物理量大小。目前，大部分测量仪器的采样速度较慢，无法正确测量高频方波信号，基于此，需要使用方波降频电路对高频方波降频，比如，实际方波信号100hz，经过降频后得到10hz信号，降频转换后低速测量设备也可用于高速信号的测量，无需花费昂贵费用购买高速测量仪器。

技术实现要素：

本实用新型提供一种隔离型方波降频电路，转换方波信号为低频方波信号，解决目前低速测量仪无法测量高速方波信号频率的问题；同时，输入信号和输出信号完全隔离，有效提高方波信号降频转换的稳定性和电路运行的安全性，解决降频芯片输出信号的过冲振荡问题，使得低频方波信号较为平滑，提高低频方波信号的质量。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种隔离型方波降频电路，包括降频芯片和隔离芯片，所述降频芯片根据计数脉冲的个数将输入方波信号转换成频率低于该输入方波信号的低频方波信号；所述隔离芯片具有输入端、隔离输出端和隔离电源端；所述降频芯片的输出端连接隔离芯片的输入端，所述降频芯片的低频方波信号接入隔离芯片的输入端，外接的隔离电源接入所述隔离芯片的隔离电源端，所述隔离芯片使用所述隔离电源的电压值隔离所述低频方波信号的幅值，隔离后的低频方波信号通过所述隔离输出端输出。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述隔离电源包括至少两路，所述两路隔离电源的电压值不等，所述两路隔离电源分别通过跳线或者接入开关连接所述隔离电源端。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述隔离电源包括3.3v或者5v。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述隔离芯片包括型号为adum1400、adum1401、adum1402其中之一的芯片。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括其还包括幅度调理单元，方波信号通过所述幅度调理单元衰减幅值后输出，所述幅度调理单元包括可调电阻一和可调电阻二，所述方波信号接入可调电阻一的调节端，所述可调电阻一的输出端串联连接可调电阻二的输入端，可调电阻二的输出端接地，所述可调电阻二的调节端连接后级电路。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述幅度调理单元衰减幅值后输出幅度为3.5v～5v的方波信号。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述后级电路包括cmos驱动芯片，所述幅度调理单元输出的方波信号接入所述cmos驱动芯片，所述cmos驱动芯片转换方波信号的幅值为3.3v后输出，所述cmos驱动芯片的输出端接入降频芯片的输入端。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的隔离型方波降频电路，转换输入方波信号为低频方波信号，解决目前低速测量仪无法测量高速方波信号频率的问题；同时，输入信号和输出信号完全隔离，有效提高方波信号降频转换的稳定性和电路运行的安全性，解决降频芯片输出信号的过冲振荡问题，使得低频方波信号较为平滑，提高低频方波信号的质量。

附图说明

图1是本实用新型的优选实施例中隔离型方波降频电路的结构图；

图2是本实用新型优选实施例中隔离芯片匹配的电路原理图；

图3是本实用新型优选实施例中和幅度调理单元和cmos驱动芯片匹配的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例

本实施例公开一种隔离型方波降频电路，参照图1～3所示，该方波降频电路包括降频芯片u1和隔离芯片u2。上述降频芯片u1根据计数脉冲的个数将输入方波信号转换成频率低于该输入方波信号的低频方波信号；此处，降频芯片u1内部集成有计数器，根据计数器计数脉冲的个数确定降频系数。比如，一个计数脉冲，降频两倍；两个计数脉冲，降频四倍。对应输入方波信号100hz，分别降频至50hz，25hz。本实施例的其中一种实施技术方案中，上述降频芯片u1可以选用型号为ec4pe6e22c8n芯片。

上述隔离芯片u2具有输入端vi、隔离输出端vo、输入电源端vdd1和隔离电源端vdd2；隔离芯片的工作电压(通常为3.3v)通过输入电源端vdd1接入，上述降频芯片的输出端连接隔离芯片的输入端vi，其输出的低频方波信号接入隔离芯片u2的输入端，外接的隔离电源接入上述隔离芯片的隔离电源端，上述隔离芯片u2使用上述隔离电源的电压值隔离上述低频方波信号的幅值，隔离后的低频方波信号通过上述隔离输出端输出vo。

上述隔离芯片一方面起到对降频芯片输出的低频方波信号进行调节电压幅值的作用：隔离芯片输出信号的电压幅值只取决于隔离电源端接入的电源电压值，比如，隔离电源端接入5v电压时，隔离芯片输出幅值为5v的低频方波信号；隔离电源接入3.3v电压时，隔离芯片输出幅值为3.3v的低频方波信号。以此起到对降频芯片输出低频方波信号幅值调节作用。这种设计有利于匹配降频芯片后段设备对不同幅值要求的低频方波信号的使用需求。

另一方面起到输入输出隔离、平滑低频方波信号的作用，提高低频方波信号的质量：接入降频芯片的输入方波信号接入示波器，从示波器中明显看出输入方波信号的波形带有毛刺，并伴随过冲振荡问题。通过输入输出完全隔离，隔离芯片输出低频方波信号的幅值完全取决于隔离电源端接入的电源电压，避免后段设备因为降频芯片输出过程振荡问题受到影响，隔离芯片输出的低频方波信号接入示波器，明显看出通过隔离芯片隔离后输出的低频方波信号平滑。

上述隔离电源包括至少两路，上述两路隔离电源分别通过跳线或者接入开关连接上述隔离电源端。根据不同需要，接入对应的隔离电源。常用的隔离电源有3.3v和5v。

本实施例技术方案中，上述隔离芯片包括型号为adum1400、adum1401、adum1402其中之一的芯片。

为了兼容多种幅度的输入方波信号(适应多种应用场合)，比如，24v、5v、3.3v，方波降频电路还包括幅度调理单元，方波信号通过上述幅度调理单元衰减幅值后输出，其包括可调电阻一r1和可调电阻二r2，上述方波信号接入可调电阻一r1的调节端，上述可调电阻一r1的输出端串联连接可调电阻二r2的输入端，可调电阻二r2的输出端接地，上述可调电阻二r2的调节端连接后级电路。通过可调电阻一r1和可调电阻二r2进行信号幅度的衰减，衰减后的信号幅度控制在3.5v～5v即可，在送入后级电路。上述后级电路包括cmos驱动芯片u3，上述幅度调理单元输出的方波信号接入上述cmos驱动芯片u3，上述cmos驱动芯片u3转换方波信号的幅值为3.3v后输出，上述cmos驱动芯片u3的输出端接入降频芯片u1的输入端。cmos驱动芯片u3对幅度调理单元输出的3.5v～5v方波信号进行二次幅度调整，便于匹配降频芯片能够接受的电平幅度，即将3.5v～5v的方波信号转换成3.3v输入方波信号，避免没有经过一级调幅或者一级调幅失败的方波信号进入降频芯片而损坏降频芯片。

本实施例技术方案中，上述cmos驱动芯片可以选用型号为74hc245驱动芯片。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。