弱電信號處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹了一種弱電信號處理系統(tǒng)，包括信源、信號轉(zhuǎn)換處理電路和信號輸出模塊，其中信號轉(zhuǎn)換處理電路獲取信源的信號，并轉(zhuǎn)換為第一信號，二者組成信號輸入模塊，信號輸出模塊輸出最終信號，其特征在于：還包括電源電路，該電源電路經(jīng)第一隔離柵分別向所述信號輸入模塊和信號輸出模塊提供獨立電源；所述信號輸入模塊輸出的第一信號經(jīng)信號隔離電路傳遞給所述信號輸出模塊。其顯著效果是：安全性能高，采用了兩個隔離模塊將電源輸入、信號輸入以及信號輸出隔離成三大部分，可以保證電源和信號的安全傳輸，防止設(shè)備串電而引起信源端的安全事故發(fā)生，而且電源供應(yīng)方便，安裝成本低，避免單獨定制安全電源的麻煩。
【專利說明】弱電信號處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種電子電路，具體地說，是ー種用于エ業(yè)檢測設(shè)備中的弱電信號處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，高密度、高性能、低成本、低功耗已經(jīng)成為電路設(shè)計追求的趨勢。而目前エ業(yè)檢測設(shè)備中，各種檢測信號常常采用傳感器提取，檢測出的信號十分微弱，往往需要經(jīng)過專門的處理電路進(jìn)行信號放大和信號整形才能提供給后續(xù)電路或者設(shè)備使用。現(xiàn)有的各種傳感器和信號處理電路往往采用有源器件，需要獨立電源對其供電，設(shè)備的安裝和應(yīng)用比較麻煩，電源成本較高。而且對于ー些特殊場景，電源的安全性能也得不到滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供ー種弱電信號處理系統(tǒng)，通過后端設(shè)備的電源輸出向前端傳感器設(shè)備及其相應(yīng)的信號處理電路提供電源，既簡化電源設(shè)備的成本，又保證前端信源的安全隔離。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種弱電信號處理系統(tǒng),包括信源、信號轉(zhuǎn)換處理電路和信號輸出模塊，其中信號轉(zhuǎn)換處理電路獲取信源的信號，并轉(zhuǎn)換為第一信號，二者組成信號輸入模塊，信號輸出模塊輸出最終信號，其關(guān)鍵在干:還包括電源電路，該電源電路經(jīng)第一隔離柵分別向所述信號輸入模塊和信號輸出模塊提供獨立電源；
[0006]所述信號輸入模塊輸出的第一信號經(jīng)信號隔離電路傳遞給所述信號輸出模塊。
[0007]通過第一隔離柵可以實現(xiàn)信號輸入模塊以及信號輸出模塊與電源電路之間的安全隔離，通過信號隔離電路可以實現(xiàn)信號輸入模塊與信號輸出模塊之間的安全隔離，既能保證信源處于ー個安全環(huán)境下工作，又能充分利用后端設(shè)備的電源輸出為前端信源及相應(yīng)的信號處理電路供電，簡化電源設(shè)備的安裝和線路布局，降低系統(tǒng)成本。
[0008]作為進(jìn)ー步描述，所述電源電路包括直流降壓電路，該直流降壓電路發(fā)送低壓直流電給逆變電源，該逆變電源與所述第一隔離柵的電源輸入端組連接，第一隔離柵的第一電源輸出端組與所述信號輸入模塊連接，第一隔離柵的第二電源輸出端組與所述信號輸出模塊連接。
[0009]通常后端設(shè)備電源輸出為直流電源，為了滿足前端信源及相應(yīng)處理電路的需求，實現(xiàn)第一隔離柵上的電源傳輸，因此先采用直流降壓電路調(diào)整進(jìn)行降壓處理，再利用逆變電源電路將直流輸入轉(zhuǎn)換為交流輸出。
[0010]再進(jìn)ー步描述，所述第一隔離柵的第一電源輸出端組經(jīng)過信號輸入模塊供電電路后再與所述信號輸入模塊連接，所述第一隔離柵的第二電源輸出端組經(jīng)過信號輸出模塊供電電路后再與所述信號輸出模塊連接。由于從第一隔離柵中拾取到的電源信號為相對較弱的交流信號，因此還需要設(shè)置信號輸入模塊供電電路和信號輸出模塊供電電路對其進(jìn)行處理。
[0011]通常情況下，所述信號輸入模塊供電電路和信號輸出模塊供電電路中均包括兩個ニ極管和兩個電容組成的倍壓整流電路，從而滿足信源及其他信號處理電路對電源的需求。
[0012]而為了實現(xiàn)信號隔離的需求，所述信號隔離電路由前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路、后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路和第二隔離柵組成；
[0013]其中前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路獲取所述第一信號，前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路輸出第二信號經(jīng)所述第二隔離柵傳遞給所述后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路；
[0014]后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路輸出第三信號給所述信號輸出模塊。
[0015]作為優(yōu)選，所述前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路與后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路均包括運算放大器 Al，_fiRl、R3、R5、R6、R7、R8、R9，電容 Cl、C2、C3 以及穩(wěn)壓ニ極管 D1，其中:
[0016]電阻R1的一端連接在正電極輸入端，電阻R1的另一端經(jīng)過穩(wěn)壓ニ極管D1與負(fù)電極輸入端相連；
[0017]電阻R1的另一端還與電阻R3的一端連接，所述電阻R3的另一端與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端與負(fù)電極輸出端相連，所述電阻R5的另一端還與電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端與所述負(fù)電極輸入端相連；
[0018]所述運算放大器A1的同相輸入端接在電阻R3和電阻R5之間；運算放大器A1的反相輸入端經(jīng)過電阻R7與負(fù)電極輸出端相連，運算放大器A1反相輸入端還經(jīng)過電阻R8與運算放大器A1的輸出端相連，運算放大器A1的輸出端通過電阻R9和正電極輸出端相連；
[0019]所述正電極輸出端和負(fù)電極輸出端之間連接所述電容C2 ；
[0020]在電阻R8的兩端連接所述電容C3。
[0021]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]1、安全性能高:本發(fā)明的弱電信號處理系統(tǒng)采用了兩個隔離模塊將電源輸入、信號輸入以及信號輸出隔離成三大部分，可以保證電源和信號的安全傳輸，防止設(shè)備串電而引起信源端的安全事故發(fā)生。
[0023]2、電源供應(yīng)方便，安裝成本低，避免單獨定制安全電源的麻煩，具有較好的推廣實用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖；
[0025]圖2是倍壓整流電路的電路原理圖；
[0026]圖3是前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路與后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明:
[0028]如圖1所示，一種弱電信號處理系統(tǒng)，包括電源電路、信源51、信號轉(zhuǎn)換處理電路52和信號輸出模塊9，其中信號轉(zhuǎn)換處理電路52獲取信源51的信號，并轉(zhuǎn)換為第一信號，二者組成信號輸入模塊5，信號輸出模塊9輸出最終信號，電源電路經(jīng)第一隔離柵3分別向所述信號輸入模塊5和信號輸出模塊9提供獨立電源；
[0029]所述信號輸入模塊5輸出的第一信號經(jīng)信號隔離電路傳遞給所述信號輸出模塊9。
[0030]實施過程中，所述電源電路包括直流降壓電路1，該直流降壓電路1發(fā)送低壓直流電給逆變電源2，該逆變電源2與所述第一隔離柵3的電源輸入端組連接，第一隔離柵3的第一電源輸出端組與所述信號輸入模塊5連接，第一隔離柵3的第二電源輸出端組與所述信號輸出模塊9連接。
[0031]為了讓第一隔離柵3輸出的各路電源信號滿足信源51以及相應(yīng)處理電路的需求，所述第一隔離柵3的第一電源輸出端組經(jīng)過信號輸入模塊供電電路4后再與所述信號輸入模塊5連接，所述第一隔離柵3的第二電源輸出端組經(jīng)過信號輸出模塊供電電路8后再與所述信號輸出模塊9連接。
[0032]如圖2所不，信號輸入模塊供電電路4和信號輸出模塊供電電路8中均包括兩個ニ極管和兩個電容組成的倍壓整流電路，圖中為ニ極管D2、D3以及電容C4、C5組成。
[0033]為了實現(xiàn)信號輸入到信號輸出的隔離和轉(zhuǎn)換，所述信號隔離電路由前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6、后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6’和第二隔離柵7組成；
[0034]其中前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6獲取所述第一信號，前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6輸出第二信號經(jīng)所述第二隔離柵7傳遞給所述后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6’ ；
[0035]后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6’輸出第三信號給所述信號輸出模塊9。
[0036]通過前后兩級基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電`路對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得信號更穩(wěn)定、精確，第二隔離柵7可以隔離電壓信號，讓前后信號隔離開，使整個電路更加安全穩(wěn)定。
[0037]如圖3所示，具體實施過程中，所述前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6與后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6’均包括運算放大器A1，電阻町、1?3、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9，電容Cl、C2、C3以及穩(wěn)壓ニ極管D1，其中:
[0038]電阻R1的一端連接在正電極輸入端，電阻R1的另一端經(jīng)過穩(wěn)壓ニ極管D1與負(fù)電極輸入端相連；
[0039]電阻R1的另一端還與電阻R3的一端連接，所述電阻R3的另一端與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端與負(fù)電極輸出端相連，所述電阻R5的另一端還與電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端與所述負(fù)電極輸入端相連；
[0040]所述運算放大器A1的同相輸入端接在電阻R3和電阻R5之間；運算放大器A1的反相輸入端經(jīng)過電阻R7與負(fù)電極輸出端相連，運算放大器A1反相輸入端還經(jīng)過電阻R8與運算放大器A1的輸出端相連，運算放大器A1的輸出端通過電阻R9和正電極輸出端相連；
[0041]所述正電極輸出端和負(fù)電極輸出端之間連接所述電容C2 ；
[0042]在電阻R8的兩端連接所述電容C3。
[0043]采用上述結(jié)構(gòu)，通過第一隔離柵3可以實現(xiàn)信號輸入模塊5以及信號輸出模塊9與電源電路之間的安全隔離，通過第二隔離柵7可以實現(xiàn)信號輸入模塊5與信號輸出模塊9之間的安全隔離，既能保證信源51處于ー個安全環(huán)境下工作，又能充分利用后端設(shè)備的電源輸出為前端信源及相應(yīng)的信號處理電路供電，簡化電源設(shè)備的安裝和線路布局，降低系統(tǒng)成本。在前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6與后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路6’中，通過運算放大器A1可以提高電壓，增強(qiáng)電流，提高驅(qū)動能力，為后端的電路提供符合要求的電流信號。[0044]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡管 申請人:參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗g和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.ー種弱電信號處理系統(tǒng)，包括信源(51)、信號轉(zhuǎn)換處理電路(52)和信號輸出模塊(9)，其中信號轉(zhuǎn)換處理電路(52)獲取信源(51)的信號，并轉(zhuǎn)換為第一信號，二者組成信號輸入模塊(5 ),信號輸出模塊(9 )輸出最終信號,其特征在于:還包括電源電路,該電源電路經(jīng)第一隔離柵(3)分別向所述信號輸入模塊(5)和信號輸出模塊(9)提供獨立電源； 所述信號輸入模塊(5)輸出的第一信號經(jīng)信號隔離電路傳遞給所述信號輸出模塊(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弱電信號處理系統(tǒng)，其特征在于:所述電源電路包括直流降壓電路(1 )，該直流降壓電路(1)發(fā)送低壓直流電給逆變電源(2 )，該逆變電源(2 )與所述第一隔離柵(3)的電源輸入端組連接，第一隔離柵(3)的第一電源輸出端組與所述信號輸入模塊(5)連接，第一隔離柵(3)的第二電源輸出端組與所述信號輸出模塊(9)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弱電信號處理系統(tǒng)，其特征在于:所述第一隔離柵(3)的第一電源輸出端組經(jīng)過信號輸入模塊供電電路(4)后再與所述信號輸入模塊(5)連接，所述第一隔離柵(3)的第二電源輸出端組經(jīng)過信號輸出模塊供電電路(8)后再與所述信號輸出模塊(9)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的弱電信號處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信號輸入模塊供電電路(4)和信號輸出模塊供電電路(8)中均包括兩個ニ極管和兩個電容組成的倍壓整流電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意權(quán)利要求所述的弱電信號處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信號隔離電路由前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6)、后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6’)和第二隔離柵(7)組成； 其中前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6)獲取所述第一信號，前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6)輸出第二信號經(jīng)所述第二隔離柵(7)傳遞給所述后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6’)； 后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6’)輸出第三信號給所述信號輸出模塊(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的弱電信號處理系統(tǒng)，其特征在于:所述前置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6)與后置基礎(chǔ)信號轉(zhuǎn)換電路(6’)均包括運算放大器A1，電阻Rl、R3、R5、R6、R7、R8、R9,電容C1、C2、C3以及穩(wěn)壓ニ極管D1，其中: 電阻R1的一端連接在正電極輸入端，電阻R1的另一端經(jīng)過穩(wěn)壓ニ極管D1與負(fù)電極輸入端相連； 電阻R1的另一端還與電阻R3的一端連接，所述電阻R3的另一端與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端與負(fù)電極輸出端相連，所述電阻R5的另一端還與電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端與所述負(fù)電極輸入端相連； 所述運算放大器A1的同相輸入端接在電阻R3和電阻R5之間；運算放大器A1的反相輸入端經(jīng)過電阻R7與負(fù)電極輸出端相連，運算放大器A1反相輸入端還經(jīng)過電阻R8與運算放大器A1的輸出端相連，運算放大器A1的輸出端通過電阻R9和正電極輸出端相連； 所述正電極輸出端和負(fù)電極輸出端之間連接所述電容C2 ； 在電阻R8的兩端連接所述電容C3。
【文檔編號】H03K5/02GK103457579SQ201310362044
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】岳周 申請人:重慶宇通系統(tǒng)軟件有限公司