有源型模拟信号隔离转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业模拟信号采集隔离转换技术，具体涉及的是一种有源型模拟信号隔离转换器。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，工业生产的数据都已经广泛的通过电子仪表来展现，如石油、化工、环保、采矿和电力等领域，电压、电流、频率、热电阻、位移、转速、PWM等物理量需要实时采集，供技术工程人员了解掌握生产动态，在复杂的工业环境下因为各种工业电气噪音干扰，传感器输出的微弱信号传送到数据采集终端时往往叠加了各种干扰信号，到达数据采集终端后，实际精度和线性度大受影响。这就需要相应的隔离转换器来保证信号的稳定采样，现有产品主要有无源的1/1、V/1、I/V隔离转换器，无源转换的内部电路工作电源是从信号里面窃取的，带载和输出驱动能力有限，往往只能应用在一些较轻负载的工业设备中。为此，出现外部供电的信号转换器，外部供电的信号转换器不再从信号里面窃取，信号和电源各自有自己的电路组成部分，输出信号的驱动源不再从信号里面获取，而是由外部供电电源通过内部电路形成输出信号的驱动源，比如电流驱动型三极管的集电极上拉一个电阻后与外部供电电源相接，带载能力强，但是这类外部供电的有源的转换器还是有个很明显的缺点，就是它们的信号输入、供电电源和信号输出的地都是共在一个点上的，在恶劣的工业现场环境，各种电磁干扰、振动和潮湿会给产品带来很严重的电气影响，对于这种有源型信号转换器，信号、电源、输出端外部设备间就会相互串扰，造成信号的不稳定，而且只具有一种信号转换模式，这仍有待于技术创新加以解决。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供了一种有源型模拟信号隔离转换器。
[0004]本发明提供的技术方案为:一种有源型模拟信号隔离转换器，其特征在于包括输入电路，输入电路连接有调制电路，输入电路连接有隔离电路，隔离电路连接有解调电路，连接有调节电路，调节电路设有零点调节电路和满度调节电路，调节电路连接有输出电路，调节电路连接有具有模数转换器的微处理器MCU，微处理器MCU连接有高速隔离电路和通讯电路，高速隔离电路与输出电路相连，通讯电路与上位机相连，辅助电源连接有隔离电源，辅助电源为隔离电路前级供电，隔离电源为隔离电路后级供电。
[0005]进一步的，各部件用环氧树脂灌封在一外壳内。
[0006]本发明转换器由隔离电源供电，信号输入、信号输出和电源均相互隔离，极大提高了产品的抗干扰性能和带载能力，保证了信号数据的可靠性，既可以将模拟信号隔离转换为相应的模拟信号，也可以将模拟信号隔离转换为相应的数字信号。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例原理框图。
[0008]图2为本发明实施例磁电隔离电路电路图。
[0009]图3为本发明实施例光电隔离电路电路图。
[0010]图4为本发明实施例输入电路电路图。
[0011]图5为本发明实施例模拟信号输出电路电路图。
[0012]图6为本发明实施例数字信号输出电路电路图。
[0013]图7至图22为本发明的封装结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]本发明实施例如图1至6所示，该有源型模拟信号隔离转换器，其特征在于包括输入电路，输入电路连接有调制电路，输入电路连接有隔离电路，隔离电路连接有解调电路，连接有调节电路，调节电路设有零点调节电路和满度调节电路，调节电路连接有输出电路，调节电路连接有具有模数转换器的微处理器MCU，微处理器MCU连接有高速隔离电路和通讯电路，高速隔离电路与输出电路相连，通讯电路与上位机相连，辅助电源连接有隔离电源，辅助电源为隔离电路前级供电，隔离电源为隔离电路后级供电。
[0015]输入电路见图4所示，采用零点失调较小的运算放大器进行放大和跟随，并对输入信号进行传输，再通过磁电隔离电路如图2自激震荡，或者光电隔离电路见图3，进行调制和解调，隔离转换输出解调信号，经零点和满度调节电路调整为与输入信号成线性对应的输出信号，在输出电路输出相应的隔离转换后的模拟信号给外部设备，模拟信号输出电路见图5中所示；调节电路调整后的信号传递到微处理器MCU，通过微处理器MCU将前端放大和滤波后的模拟信号进行AD转换，通过高速隔离电路、输出电路输出数字信号给外部设备，数字信号输出电路见图6中所示，高速隔离电路采用高速隔离芯片，传输速度10M以上，使得产品的输出非常快地响应输入信号的变化，通讯电路的发送和接收单元均由微处理器MCU控制，使用时可通过与上位机通讯，采集输出信号或者输入信号的相关信息。
[0016]本发明转换器由另设的独立的辅助电源，辅助电源为直流电源，隔离电源为DC/DC隔离电源，辅助电源和DC/DC隔离电源分别为信号输入侧和信号输出侧电路供电，信号输入、信号输出和电源均相互隔离，极大提高了产品的抗干扰性能和带载能力，保证了信号数据的可靠性，既可以将模拟信号隔离转换为相应的模拟信号，也可以将模拟信号隔离转换为相应的数字信号。
[0017]实施时，各部件用环氧树脂灌封在一外壳内，提高电路整体性；辅助电源可以连接两个DC/DC隔离电源，两个DC/DC隔离电源分别为电源信号输入侧和信号输出侧电路供电，进一步提高电路稳定性；还可在输入侧连接配电输出电路，为外围设备供电。
[0018]图7至图22为本发明的封装结构示意图，在脚位布局上采用国家标准的2.54mm整数倍，该封装尺寸管脚布局便于布线，能更好的满足安规要求。
[0019]综上所述仅为本发明较佳实施例，凡依本申请所做的等效修饰和现有技术添加均视为本发明技术范畴。
【主权项】
1.一种有源型模拟信号隔离转换器，其特征在于包括输入电路，输入电路连接有调制电路，输入电路连接有隔离电路，隔离电路连接有解调电路，连接有调节电路，调节电路设有零点调节电路和满度调节电路，调节电路连接有输出电路，调节电路连接有具有模数转换器的微处理器MCU，微处理器MCU连接有高速隔离电路和通讯电路，高速隔离电路与输出电路相连，通讯电路与上位机相连，辅助电源连接有隔离电源，辅助电源为隔离电路前级供电，隔离电源为隔离电路后级供电。2.根据权利要求1所述的有源型模拟信号隔离转换器，其特征在于所述各部件用环氧树脂灌封在一外壳内。
【专利摘要】本发明公开了：一种有源型模拟信号隔离转换器，其特征在于包括输入电路，输入电路连接有调制电路，输入电路连接有隔离电路，隔离电路连接有解调电路，连接有调节电路，调节电路设有零点调节电路和满度调节电路，调节电路连接有输出电路，调节电路连接有具有模数转换器的微处理器MCU，微处理器MCU连接有高速隔离电路和通讯电路，高速隔离电路与输出电路相连，通讯电路与上位机相连，辅助电源连接有隔离电源，辅助电源为隔离电路前级供电，隔离电源为隔离电路后级供电；本发明极大提高了产品的抗干扰性能和带载能力，保证了信号数据的可靠性。
【IPC分类】H03K19/0175
【公开号】CN105245219
【申请号】CN201510578990
【发明人】程峰, 于广沅, 蒋道斌
【申请人】于广沅
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月14日