一种基于模拟开关的多路直流采集复用电路的制作方法

1.本实用新型属于电子信息技术领域，尤其涉及一种基于模拟开关的多路直流采集复用电路。


背景技术：

2.利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。
3.配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。
4.解决目前配网自动化终端对八路直流模拟信号采集时，需要八个通道的ad转换器进行采集，此方式下的设备与电路结构复杂，并且造成了模数转换器端口资源的浪费，成本也有所增加。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种基于模拟开关的多路直流采集复用电路，以解决现有技术中的电路造成模数转换器端口资源的浪费并增加成本的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
7.本实用新型提供了一种基于模拟开关的多路直流采集复用电路，包括：
8.双路四通道cmos模拟多路复用器、电压隔离器和退耦电容；所述双路四通道cmos模拟多路复用器包括地址线a0、地址线a1、使能端en、芯片数字接地端ground、电源供电段+v、电源供电段
‑
v、双路四选一coms模拟开关、输出端outa、输出端outb；所述双路四选一cmos模拟开关第一路为引脚in1a、引脚in2a、引脚in3a、引脚in4a，所述双路四选一cmos模拟开关第二路为引脚in1b、引脚in2b、引脚in3b、引脚in4b，通过数字信号控制脚cs_a0与地址线a0连接、数字信号控制脚cs_a1与地址线a1连接实现对所述双路四通道cmos模拟多路复用器的控制；所述电压隔离器的第三引脚与所述输出端outa连接，所述电压隔离器的第一引脚与第二引脚连接并输出信号ain1+，所述电压隔离器的第五引脚与所述输出端outb连接，所述电压隔离器第六引脚与第七引脚连接并输出信号ain2+。
9.进一步的，所述退耦电容包括电容c1、电容c2、电容c3和电容c4，所述电容c1、电容c2、电容c3和电容c4分别置于电源电压vcc到地之间。
10.进一步的，所述基于模拟开关的多路直流采集复用电路的供电电压双电源为
±
5v～22v。
11.进一步的，所述基于模拟开关的多路直流采集复用电路的开关时间分别为200ns和250ns。
12.进一步的，所述双路四通道cmos模拟多路复用器的型号为mpc509au。
13.进一步的，所述电压隔离器的型号为opa2277ua。
14.进一步的，所述电容c1、电容c2、电容c3和电容c4的电容为0.1μf。
15.本实用新型提供的基于模拟开关的多路直流采集复用电路与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
16.本实用新型可节约模数转换器端口资源，硬件电路简单，输入阻抗高，有利于实现设备的小型化和降低成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的一种基于模拟开关的多路直流采集复用电路的双路四通道cmos模拟复用器的电路图；
19.图2为本实用新型实施例提供的一种基于模拟开关的多路直流采集复用电路的电压隔离器的电路图。
具体实施方式
20.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
21.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
22.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
23.本实用新型提供了一种基于模拟开关的多路直流采集复用电路，包括：
24.双路四通道cmos模拟多路复用器、电压隔离器和退耦电容；双路四通道cmos模拟多路复用器包括地址线a0、地址线a1、使能端en、芯片数字接地端ground、电源供电段+v、电源供电段
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v、双路四选一coms模拟开关、输出端outa、输出端outb；双路四选一cmos模拟开关第一路为引脚in1a、引脚in2a、引脚in3a、引脚in4a，双路四选一cmos模拟开关第二路为引脚in1b、引脚in2b、引脚in3b、引脚in4b，通过数字信号控制脚cs_a0与地址线a0连接、数
字信号控制脚cs_a1与地址线a1连接实现对双路四通道cmos模拟多路复用器的控制；电压隔离器的第三引脚与输出端outa连接，电压隔离器的第一引脚与第二引脚连接并输出信号ain1+，电压隔离器的第五引脚与输出端outb连接，电压隔离器第六引脚与第七引脚连接并输出信号ain2+；退耦电容包括电容c1、电容c2、电容c3和电容c4，电容c1、电容c2、电容c3和电容c4分别置于电源电压vcc到地之间。
25.本实用新型可节约模数转换器端口资源，硬件电路简单，输入阻抗高，有利于实现设备的小型化和降低成本。
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
27.本实用新型提供了一种模拟开关的多路直流采集复用电路，如图1所示，包括：双路四通道cmos模拟多路复用器、电压隔离器和退耦电容；双路四通道cmos模拟多路复用器包括地址线a0、地址线a1、使能端en、芯片数字接地端ground、电源供电段+v、电源供电段
‑
v、双路四选一coms模拟开关、输出端outa、输出端outb；双路四选一cmos模拟开关第一路为引脚in1a、引脚in2a、引脚in3a、引脚in4a，双路四选一cmos模拟开关第二路为引脚in1b、引脚in2b、引脚in3b、引脚in4b，通过数字信号控制脚cs_a0与地址线a0连接、数字信号控制脚cs_a1与地址线a1连接实现对双路四通道cmos模拟多路复用器的控制；电压隔离器的第三引脚与输出端outa连接，电压隔离器的第一引脚与第二引脚连接并输出信号ain1+，电压隔离器的第五引脚与输出端outb连接，电压隔离器第六引脚与第七引脚连接并输出信号ain2+。
28.进一步的，本实施例中，退耦电容包括电容c1、电容c2、电容c3和电容c4，电容c1、电容c2、电容c3和电容c4分别置于电源电压vcc到地之间。
29.进一步的，本实施例中，基于模拟开关的多路直流采集复用电路的供电电压双电源为
±
5v～22v；开关时间分别为200ns和250ns；双路四通道cmos模拟多路复用器的型号为mpc509au；电压隔离器的型号为opa2277ua；电容c1、电容c2、电容c3和电容c4的电容为0.1μf。
30.具体地，配网自动化终端直流采样输入通道vin_dc1至vin_dc8通过直流采集模拟开关mpc509au，由两个地址线cs_a0和cs_a1，控制mpc509au的双路四选一的cmos模拟开关，第一路为引脚in1a、引脚in2a、引脚in3a、引脚in4a，第二路为引脚in1b、引脚in2b、引脚in3b、引脚in4b，当cs_a0＝0,cs_a1＝0时，输出端outa和vin_dc1闭合，输出端outb和vin_dc2闭合；当cs_a0＝0,cs_a1＝1时，输出端outa和vin_dc2闭合，输出端outb和vin_dc4闭合；当cs_a0＝1,cs_a1＝0时，输出端outa和vin_dc3闭合，输出端outb和vin_dc6闭合；当cs_a0＝1,cs_a1＝1时，输出端outa和vin_dc4闭合，输出端outb和vin_dc8闭合；从而达到八路通道的直流采集模拟量vin_dc1至vin_dc8通过通道选择信号cs_a0和cs_a1转换成了单次两通道输出ain1+和ain2+，实现八通直流模拟量的复用采集。
31.具体地，采集的电压信号经过电压隔离器opa2277ua，输出端outa和电压隔离器电路第三引脚连接，电压隔离器opa2277ua的第一引脚和第二引脚连接，输出信号ain1+；输出端outb和电压隔离器opa2277ua电路第五引脚连接，电压隔离器opa2277ua第六引脚和第七引脚连接，输出信号ain2+；电压隔离器opa2277ua起到输入阻抗的变换，减小ad转换器对信号的影响的作用。
32.具体地，退耦电路由电容c1、电容c2、电容c3、电容c4等四个电容为0.1μf的瓷片电容组成，滤除低频噪声，改善电路的瞬态特性，防止电路通过电源形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。
33.上述实施例所述的基于模拟开关的多路直流采集复用电路，通过设计四通道cmos模拟多路复用电路后，仅需要两通道的ad转换器即可实现对八路直流模拟量进行采集，可节约模数转换器端口资源，硬件电路简单，输入阻抗高，有利于实现设备的小型化和降低成本。
34.显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。