用于吸收电噪声。
[0038]扩展接口J2连接至负载，该负载为应变片压力传感器;扩展接口 J2的引脚I与芯片Ul的引脚3相连，电源端VCC提供给扩展接口 J2所连接的应变片压力传感器EX+端正激励电压;扩展接口 J2的引脚6连接至地线，并提供给所连应变片压力传感器EX-端负激励电压;扩展接口 J2的引脚2与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与芯片U2的引脚16相连，用于将扩展接口 J2所连应变片压力传感器SEN+端提供的正反馈电压送给芯片U2的引脚16;扩展接口J2的引脚5与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与芯片U2的引脚15相连，用于将扩展接口J2所连应变片压力传感器SEN-端提供的负反馈电压送给芯片U2的引脚15;扩展接口 J2的引脚3与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与芯片U2的引脚11相连，用于将扩展接口 J2所连应变片压力传感器IN+端产生的正信号电压送给芯片U2的引脚11;扩展接口 J2的引脚4与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端与芯片U2的引脚12相连，用于将扩展接口 J2所连应变片压力传感器IN-端产生的负信号电压送给芯片U2的引脚12。
[0039]扩展接口J3连接至地线端，按照本质安全电路的设计要求，作为提供给用户供接地使用的2路并联接地端子。
[0040]更进一步地，将安全栅电路放置在危险区模数转换电路和安全区主板相连的Jl之间，相比以往将安全栅放置在模数转换集成电路的前端，从而导致模数转换电路受安全栅漏电影响；本发明中电路所有的安全栅电路全部放置在了模数转换集成电路的后端，对模数转换电路的输入端影响基本可以忽略。
[0041 ]在一般情况下，如果芯片U2要正常工作，需要在模数转换集成电路上电阶段对芯片U2的引脚22施加初始复位电平。器件手册上要求PDWN信号必须在集成电路电源上电稳定后维持低电平至少10此。正常情况下引脚22应该由主板的CPU处理器来满足驱动条件，但这势必需要再增加一套安全栅电路来与主板进行能量限制。为此，利用电阻R7、电容C12、NPN型三极管Ql构成的积分电路。在整机上电之后，由CPU处理器将扩展接口 Jl的引脚4拉至高电平(保持时间约100ms)，此时电容C12处于充电中，当电容C12两端的电压>NPN型三极管Ql的电压Ube，NPN型三极管Ql进入饱和状态，将芯片U2的引脚22拉至低电平，从而使得芯片U2完成上电初始化时序。
[0042]在芯片U2的上电初始化完成后，扩展接口Jl的4脚由CPU处理器作为时钟信号来使用，在此情况下，由于时钟信号的高电平脉宽所维持的充电电动势不足以达到使NPN型三极管Ql进入饱和状态，故不会导致芯片U2引脚22被拉低进入上电初始化。所以通过积分电路很好的实现了复用同一根数据线，从而达到了节省安全栅电路的目的。通过电路实测，模数转换集成电路正常工作中，芯片U2引脚22不受来自主板的AD_SCLK的影响。
[0043]当本发明中的电路在正常工作，芯片Ul的(Vin-Vout )>PNP型三极管Q2的电压Ube，此时PNP型三极管Q2处于饱和导通状态，将芯片U2的引脚22拉至高电平，整个模数转换集成电路处于正常工作转换状态；当扩展接口 J2端的负载异常增大后，由于流经芯片Ul的电流加大，熔断器Fl和电阻Rl的分压也相应会加大，此时芯片Ul的输入电压Vin会逐渐减小，当芯片Ul的压差(Vin-Vout)持续<PNP型三极管Q2的电压Ube后，PNP型三极管Q2会进入截止状态；此时芯片U2的引脚22会被电阻Rl I拉至低电平，芯片U2立即进入上电初始化状态，不再进行模数转换工作。
[0044]当扩展接口Jl所连接主板CPU处理器检测到芯片U2没有工作后，会尝试以一定周期的频率通过上电复位时序去复位芯片U2;如此时芯片Ul回路的异常负载撤销，PNP型三极管Q2恢复至饱和导通状态，则被复位后的芯片U2会继续工作。如芯片Ul回路的异常负载没有撤销，PNP型三极管Q2仍然处于截止关断状态，则复位芯片U2不会生效。故扩展接口 Jl所连接主板CPU处理器检测到芯片U2无法被复位恢复工作时，会通过启用警示标示提示用户排除故障。同时继续尝试复位芯片U2，直至异常负载撤销。
[0045]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，包括:模数转换集成电路、低漏失稳压电路、过载保护电路、积分电路、电源线安全栅电路、数据线安全栅电路、时钟线安全栅电路、控制主板，所述控制主板包括:主板电源、CPU处理器； -所述CPU处理器分别通过数据线安全栅电路、时钟线安全栅电路与模数转换集成电路进行数据传输； -所述主板电源依次通过电源线安全栅电路、低漏失稳压电路与模数转换集成电路电连接； -所述低漏失稳压电路通过附加过载保护电路连接至模数转换集成电路，并能够作为负载端的激励源； -所述时钟线安全栅电路通过积分电路连接至模数转换集成电路。2.根据权利要求1所述的齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，所述电源线安全栅电路包括:熔断器F1、稳压二极管Dl?D6、电阻Rl，所述熔断器Fl的一端连接至主板电源，所述熔断器Fl的另一端分别连接至稳压二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3的负极、电阻Rl的一端，所述稳压二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3的负极均连接至稳压二极管D4、稳压二极管D5、稳压二极管D6的负极，所述稳压二极管D4、稳压二极管D5、稳压二极管D6的正极均接地;所述电阻Rl的另一端构成所述电源线安全栅电路的输出端分别连接至低漏失稳压电路、过载保护电路。3.根据权利要求1所述的齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，所述数据线安全栅电路包括:熔断器F2、稳压二极管D7?D9、电阻R5，所述熔断器F2的一端连接至CPU处理器的第一数据端口，所述熔断器F2的另一端分别连接稳压二极管D7、稳压二极管D8、稳压二极管D9的负极、电阻R5的一端，所述稳压二极管D7、稳压二极管D8、稳压二极管D9的正极均接地，所述电阻R5的另一端构成数据线安全栅电路的输出端连接至模数转换集成电路。4.根据权利要求1所述的齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，所述时钟线安全栅电路包括:熔断器F3、稳压二极管DlO?D12、电阻R8，所述熔断器F3的一端连接至CHJ处理器的第二数据端口，所述熔断器的另一端分别连接至稳压二极管D10、稳压二极管D11、稳压二极管D12的负极、电阻R8的一端，所述稳压二极管D10、稳压二极管D11、稳压二极管D12的正极均接地，所述电阻R8的另一端构成所述时钟线安全栅电路的输出端分别连接至积分电路和模数转换集成电路。5.根据权利要求2所述的齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，所述低漏失稳压电路包括:芯片Ul，电容C2，电容Cl3，所述电阻Rl的另一端分别连接至电容C2的一端、芯片Ul的输入端，所述电容C2的另一端接地，所述芯片Ul的输出端连接至模数转换集成电路和电源端VCC，所述芯片Ul的输出端连接至电容Cl 3的一端，所述电容Cl 3的另一端接地，所述芯片Ul的引脚2、引脚4均接地;其中芯片Ul的型号为LP2950A⑶T-5RKG。6.根据权利要求2所述的齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，所述过载保护电路包括:PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R10，所述电阻Rl的另一端连接至所述PNP型三极管Q2的发射极，所述PNP型三极管Q2的基极通过电阻R2连接至模数转换集成电路，所述PNP型三极管Q2的集电极通过电阻RlO连接至积分电路。7.根据权利要求4所述的齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，所述积分电路包括:NPN型三极管Ql、电容C12、电阻R7，所述电阻R7的一端连接至电阻R8的另一端，所述电阻R7的另一端分别连接至电容C12的一端、NPN型三极管Ql的基极，所述NPN型三极管Ql的集电极分别连接至过载保护电路和模数转换集成电路，所述NPN型三极管Ql的发射极和电容C12的另一端均接地。8.根据权利要求1所述的齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，其特征在于，所述模数转换集成电路包括:芯片U2、电容Cl、电阻Rl I，所述芯片U2的引脚I分别连接至低漏失稳压电路、过载保护电路以及电容Cl的一端，所述电容Cl的另一端接地，所述芯片的引脚19、引脚20均连接至电容Cl的一端，所述芯片U2的引脚24连接至数据线安全栅电路，所述芯片U2的引脚23连接至时钟线安全栅电路，所述芯片U2的引脚22分别连接至电阻Rll的一端、积分电路;所述电阻Rll的另一端、芯片U2的引脚3、引脚21、引脚8、引脚7、引脚6、引脚5、弓丨脚2、引脚17、引脚13、引脚14均接地，所述芯片U2的引脚18连接至电压端VCC ；其中芯片U2的型号为ADS1232。
【专利摘要】本发明提供了一种齐纳式本质安全型模拟信号转换数字信号电路，包括：模数转换集成电路、低漏失稳压电路、过载保护电路、积分电路、电源线安全栅电路、数据线安全栅电路、时钟线安全栅电路、控制主板，控制主板包括：主板电源、CPU处理器；所述CPU处理器分别通过数据线安全栅电路、时钟线安全栅电路与模数转换集成电路进行数据传输；主板电源依次通过电源线安全栅电路、低漏失稳压电路与模数转换集成电路电连接；低漏失稳压电路通过过载保护电路连接至模数转换集成电路；时钟线安全栅电路通过积分电路连接至模数转换集成电路。本发明将安全栅电路放置在模数转换集成电路之后，避免了模数转换电路的输入端受安全栅漏电流的影响，提高了计量准确度。
【IPC分类】H03M1/12, H02H3/06, H02H3/08
【公开号】CN105634490
【申请号】CN201511002639
【发明人】江华峰
【申请人】上海耀华称重系统有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月28日