一种模拟量输出信号调理模块的制作方法

本实用新型涉及一种调理模块，具体涉及一种模拟量输出信号调理模块。

背景技术：

模拟量输出信号调理模块在自动化装置中用于对控制器输出的模拟量信号进行处理，此类处理主要为：阻抗变换、光电隔离、电平偏移，模拟量电压信号与模拟量电流信号间的转换。目前的模拟量输出信号调理模块无电平偏移功能，不能同时输出模拟量电压与模拟量电流信号，不易对线性光电隔离电路的工作点进行调节以减弱、消除光电隔离引入的误差，不易传输双极性模拟量信号，功能简单，用途有限。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种模拟量输出信号调理模块，该模块除具有放大、光电隔离、阻抗变换功能外，还具有如下功能：可实现模拟量信号的偏移；可通过设置线性光电隔离电路的工作点和工作区域以减少或消除光电隔离误差并能不失真地传输双极性模拟量信号；可同时输出模拟量电压和正负双向模拟量电流；以满足不同自动化装置对模拟量输出信号进行调理的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种模拟量输出信号调理模块，包括依次连接的线性光电隔离电路（1），放大与偏移电路（2），电压/电流转换电路（3）。

线性光电隔离电路（1）由能够调整工作点的两输入端线性光电隔离器构成，用以对来自控制器的模拟量输出电压进行隔离。来自控制器的模拟量输出电压与线性光电隔离器的一个输入端相连，偏置电压与线性光电隔离器的另一个输入端相连。引入偏置电压的作用有二：一是使线性光电隔离元件工作在最佳线性区；二是当隔离双极性模拟量信号时，使信号的正、负峰值均处于光电隔离元件的线性区内。构成两输入端线性光电隔离器的光电耦合元件可以是光电耦合二极管或光电耦合三极管。两输入端线性光电隔离器输出端上的信号即为经光电隔离后且叠加了一个直流分量的并与控制器的模拟量输出电压成正比的电压信号。此电压信号送往放大与偏移电路（2）。

放大与偏移电路（2）由两输入端模拟量加法运算电路构成。模拟量加法运算电路的一个输入端与线性光电隔离电路（1）的输出端连接，模拟量加法运算电路的另一个输入端与偏移电压连接，模拟量加法运算电路采用电压串联负反馈组态以取得高输入阻抗和低输出阻抗。放大与偏移电路（2）的功能是，产生低输出阻抗的模拟量输出电压，且在此模拟量电压上叠加用户所需的正、负偏移电压，并将此模拟量电压放大到用户所需的范围。两输入端模拟量加法运算电路的输出即为放大与偏移电路（2）的输出，此输出送往电压/电流转换电路（3）或直接输出到控制装置的电压型负载。

电压/电流转换电路（3）由双向电压/电流转换器构成。双向电压/电流转换器的输入端和放大与偏移电路（2）的输出端连接。电压/电流转换电路（3）的输出端与控制装置的电流型负载连接。

本实用新型的有益效果是：使模拟量输出信号调理模块除具有放大、光电隔离、阻抗变换功能外，还具有如下功能：可实现模拟量信号的偏移；可通过设置线性光电隔离电路的工作点和工作区域以减少或消除光电隔离误差、传输双极性模拟量信号；可同时输出模拟量电压和正负双向模拟量电流。本实用新型能够满足不同自动化装置对模拟量输出信号的调理要求，通用性强且结构简单。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型实施例2提供的线性光电隔离电路的原理图。

图3是本实用新型实施例3提供的放大与偏移电路的原理图。

图4是本实用新型实施例4提供的电压/电流转换电路的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实用新型的实施例提供的一种模拟量输出信号调理模块包括：依次连接的线性光电隔离电路（1），放大与偏移电路（2），电压/电流转换电路（3）。控制器输出的模拟量电压信号与线性光电隔离电路（1）的输入端连接，放大与偏移电路（2）的输出端与控制装置的电压型负载连接，电压/电流转换电路（3）的输出端与控制装置的电流型负载连接。

实施例2：

本实施例以实施例1为基础，每一个通道又由能够调整工作点的两输入端线性光电隔离器构成，如图2所示。控制器输出的模拟量电压信号连接到图2所示电路的输入端1上，偏置电压连接到图2所示电路的输入端2上。偏置电压的作用为：使线性光电隔离器中的光电耦合二极管的工作点位于线性区以减少或消除隔离误差；在隔离双极性模拟量信号时，使信号的正、负峰值均处于光电耦合二极管的线性区内。线性光电隔离器的输出端即为光电隔离电路（1）的输出端。

实施例3：

本实施例以实施例1为基础，每一个通道又由两输入端同相模拟量加法器构成，如图3所示。图3中的输入端1与线性光电隔离电路（1）中的线性光电隔离器的输出端连接，偏移电压连接到图3中的输入端2上。引入偏移电压的目的是，使同相模拟量加法器的输出位于用户指定的区域。图3中的两输入端同相模拟量加法器的输出端即为本实用新型所述的模拟量输出信号调理模块的电压型输出端，可与控制装置的电压型负载连接，并与电压/电流转换电路（3）的输入端连接。

实施例4：

本实施例以实施例1为基础，每一个通道由电压/电流转换器构成，如图4所示。放大与偏移电路（2）中的两输入端同相模拟量加法器的输出端与图4中的电压/电流转换器的输入端连接，图4中的电压/电流转换器的输出端即为本实用新型所述的模拟量输出信号调理模块的电流型输出，此输出与控制装置的电流型负载连接。

技术特征：

1.一种模拟量输出信号调理模块，其特征在于：包括依次连接的线性光电隔离电路（1），放大与偏移电路（2），电压/电流转换电路（3）。

2.根据权利要求1所述的模拟量输出信号调理模块，其特征在于：所述的线性光电隔离电路（1）由能够调整工作点的两输入端线性光电隔离器构成，用于调整工作点的偏置电压连接于所述的线性光电隔离电路的一个输入端上。

3.根据权利要求1所述的模拟量输出信号调理模块，其特征在于：所述的放大与偏移电路（2）由两输入端模拟量加法运算电路构成，由用户设置的偏移量连接到两输入端模拟量加法运算电路的一个输入端上。

4.根据权利要求1所述的模拟量输出信号调理模块，其特征在于：所述的电压/电流转换电路（3）是可以输出正负电流的双向电压/电流转换器。

技术总结
本实用新型公开了一种模拟量输出信号调理模块，包括：依次连接的线性光电隔离电路（1），放大与偏移电路（2），电压/电流转换电路（3）。本实用新型的技术方案使所述的模拟量输出信号调理模块除具有放大、光电隔离、阻抗变换功能外，还具有如下功能：可实现模拟量信号的偏移；可通过设置线性光电隔离电路的工作点和工作区域，减少或消除光电隔离误差、传输双极性模拟量信号；可同时输出模拟量电压和正负双向模拟量电流。本实用新型能够满足不同自动化装置对模拟量输出信号的调理要求，通用性强且结构简单。

技术研发人员：李亚
受保护的技术使用者：李亚;冯超
技术研发日：2020.02.24
技术公布日：2020.08.28