一種抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種信號采集及通訊電路，尤其是涉及一種帶光纖通訊的模擬量信號采集電路，適用于有強(qiáng)磁場干擾的模擬量采集環(huán)境。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的日漸增多，產(chǎn)品抗電磁干擾成了首要解決的問題之一。在一些使用環(huán)境中，磁場耦合到線路中直接影響到電平狀態(tài)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能及時、準(zhǔn)確、有效的發(fā)送出去。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出了一種帶光纖通訊的模擬量信號處理及通訊電路，使用光纖通訊，強(qiáng)磁場對其產(chǎn)生的影響微乎其微，從而能夠保證模擬量精確、快速的采集，準(zhǔn)確、遠(yuǎn)距離的傳輸。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案:
[0005]—種抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，包括電源電路、模擬信號采集及預(yù)處理電路、單片機(jī)電路，電源電路為后續(xù)提供穩(wěn)定的工作電源，模擬信號采集及預(yù)處理電路將收集的模擬信號處理后提供給單片機(jī)做模數(shù)轉(zhuǎn)換，設(shè)有光纖接收電路和光纖發(fā)射電路分別與所述單片機(jī)電路中單片機(jī)的串行通信端口連接，單片機(jī)電路將接收的模擬信號處理以后通過所述光纖接收和光纖發(fā)射電路進(jìn)行收發(fā)。
[0006]所述的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，光纖接收電路主要由非門芯片74HCT14及光纖接收模塊HFBR_2412組成，5V電源與光纖接收模塊HFBR_2412的第2腳相連，同時通過電阻Rx25與第6腳相連，光纖接收模塊HFBR_2412的第6腳與非門芯片74HCT14的第1腳相連，所述非門芯片74HCT14的串行通信接口與單片機(jī)的RXD相連;所述光纖發(fā)射電路主要由與門芯片SN75451及光纖發(fā)射模塊HFBR_1414組成，5V電源通過電阻Rx23、Rx24分別接入與門芯片SN75451的第1、3腳，與門芯片SN75451的第2腳與光纖發(fā)射模塊HFBR_1414的第
2、6、7相連，同時單片機(jī)的1?0相連。
[0007]單片機(jī)電路由電阻R4和電容C9組成阻容復(fù)位電路，電容C16、C18和晶振Y1組成時鐘電路，與單片機(jī)PIC16F722共同組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]1、本實(shí)用新型抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，采用光纖通訊模塊，強(qiáng)磁場對其產(chǎn)生的影響微乎其微，從而可以遠(yuǎn)距離下使用高波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，配合10KHZ的采樣頻率信號采集的更準(zhǔn)，傳輸?shù)母?。相對于原有采集電路，有更?qiáng)的抗干擾能力，遠(yuǎn)距離傳輸有更高的傳輸速率。
[0010]2、本實(shí)用新型抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，實(shí)現(xiàn)方式簡單，價格便宜，抗干擾能力強(qiáng)，大大的節(jié)約了成本;而且增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性，可根據(jù)用戶的需求增減部分功能；對用戶來說，使用非常方便。模塊之間可以互聯(lián)，并可以通過設(shè)置撥碼開關(guān)區(qū)分地址信號，實(shí)現(xiàn)多個光纖采集模塊組成環(huán)網(wǎng)，光纖環(huán)鏈路沒有數(shù)量限制。
[0011]
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路的方框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路的單片機(jī)電路原理圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路的光纖接收電路原理圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路的光纖發(fā)射電路原理圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路中參考電壓產(chǎn)生電路；
[0017]圖6是本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路中模擬信號采集與預(yù)處理電路；
[0018]圖7是本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8、圖9所示為本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路的電源電路。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參見圖1，本實(shí)用新型抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，包括電源電路、模擬信號采集及預(yù)處理電路、單片機(jī)電路，電源電路為后續(xù)提供穩(wěn)定的工作電源，模擬信號采集及預(yù)處理電路將收集的模擬信號處理后提供給單片機(jī)做模數(shù)轉(zhuǎn)換，設(shè)有光纖接收電路和光纖發(fā)射電路分別與所述單片機(jī)電路中單片機(jī)的串行通信端口連接，單片機(jī)電路將接收的模擬信號處理以后通過所述光纖接收和光纖發(fā)射電路進(jìn)行收發(fā)。
[0021]下面通過【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022]實(shí)施例1
[0023]參見圖1、圖2?圖4，本實(shí)施例的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，單片機(jī)電路由電阻R4和電容C9組成阻容復(fù)位電路，電容C16、C18和晶振Y1組成時鐘電路，與單片機(jī)PIC16F722共同組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。
[0024]光纖收發(fā)電路使用安捷倫光纖模塊HFBR2412、HFBR1414成對使用。發(fā)送端使用與門SN75451做10 口驅(qū)動擴(kuò)展，接收端使用非門74HCT14做波形整形。
[0025]5V通過電阻Rx23、Rx24分別接入與門芯片SN75451的第1、3腳，單片機(jī)PIC16F722接入與門芯片SN75451第2腳，與門芯片SN75451的第2腳與光纖發(fā)射模塊HFBR_1414的第2、6、7相連，將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0026]5V與光纖接收模塊HFBR_2412的第2腳相連，同時通過電阻Rx25與第6腳相連。光纖接收模塊HFBR_2412的第2腳與非門74HCT14的第1腳相連，經(jīng)過非門將電平信號兩次反向，整形以后與單片機(jī)的RXD相連，實(shí)現(xiàn)了光信號到電信號的轉(zhuǎn)換，單片機(jī)可以通過串口接收光纖上的數(shù)據(jù)。
[0027]實(shí)施例2
[0028]參見圖5，本實(shí)施例所述的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，與實(shí)施例1的不同之處在于:含有參考電壓電路，12V電源通過電阻R11與LM285第8腳連接，再接入R12和PT1000溫敏電阻R13與LM285第5腳連接，LM285第5腳再通過R14和PT1000溫敏電阻R15與地連接構(gòu)成反饋電路，使得參考電壓輸出能夠有較好的溫度特性，滿足溫度補(bǔ)償?shù)囊蟆?br>[0029]本實(shí)用新型的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，模擬信號采集及預(yù)處理電路將4 一 20mA電流通過50歐電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后通過跟隨電路放大到0.66—3.3V，送入單片機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn)換)處理，最后通過光纖將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0030]具體可以采用的模擬信號采集與預(yù)處理電路如圖6所示:模擬信號信號經(jīng)過電阻Ra24、Ra25產(chǎn)生直流電壓信號，電容Cal9、Ca20以及電感La07組成濾波電路，電阻Ra26、Ra27、Ra28、以及運(yùn)放LM358D構(gòu)成跟隨電路，對輸入的信號做進(jìn)一步的處理，再由電容Ca23、Ca24電感La08構(gòu)成濾波電路，經(jīng)過穩(wěn)壓管1N4733做穩(wěn)壓電路，防止電壓過高對單片機(jī)10 口造成破壞。
[0031]如圖7所示，本實(shí)用新型的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，實(shí)際使用中，可以采用多模光纖收發(fā)器實(shí)現(xiàn)多模環(huán)發(fā)。采集模塊上電后，將采集的模擬量通過光纖環(huán)發(fā)送至下一級，最終光纖環(huán)整個鏈路數(shù)據(jù)采集完成后送至工業(yè)現(xiàn)場主機(jī)。
[0032]圖8、圖9所示為本實(shí)用新型模擬信號處理及通訊電路的電源電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，包括電源電路、模擬信號采集及預(yù)處理電路、單片機(jī)電路，電源電路為后續(xù)提供穩(wěn)定的工作電源，模擬信號采集及預(yù)處理電路將收集的模擬信號處理后提供給單片機(jī)做模數(shù)轉(zhuǎn)換，其特征在于:設(shè)有光纖接收電路和光纖發(fā)射電路分別與所述單片機(jī)電路中單片機(jī)的串行通信端口連接，單片機(jī)電路將接收的模擬信號處理以后通過所述光纖接收和光纖發(fā)射電路進(jìn)行收發(fā)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，其特征在于:所述光纖接收電路主要由非門芯片74HCT14及光纖接收模塊HFBR_2412組成，5V電源與光纖接收模塊HFBR_2412的第2腳相連，同時通過電阻Rx25與第6腳相連，光纖接收模塊HFBR_2412的第6腳與非門芯片74HCT14的第1腳相連，所述非門芯片74HCT14的串行通信接口與單片機(jī)的RXD相連； 所述光纖發(fā)射電路主要由與門芯片SN75451及光纖發(fā)射模塊HFBR_1414組成，5V電源通過電阻Rx23、Rx24分別接入與門芯片SN75451的第1、3腳，與門芯片SN75451的第2腳與光纖發(fā)射模塊HFBR_1414的第2、6、7相連，同時單片機(jī)的RXD相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，其特征在于:所述單片機(jī)電路由電阻R4和電容C9組成阻容復(fù)位電路，電容C16、C18和晶振Y1組成時鐘電路，與單片機(jī)PIC16F722共同組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，其特征在于:含有參考電壓電路，12V電源通過電阻R11與LM285第8腳連接，再接入R12和PT1000溫敏電阻R13與LM285第5腳連接，LM285第5腳再通過R14和PT1000溫敏電阻R15與地連接構(gòu)成反饋電路，使得參考電壓輸出能夠有較好的溫度特性，滿足溫度補(bǔ)償?shù)囊蟆?.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，其特征在于:所述模擬信號采集及預(yù)處理電路將輸入的模擬信號進(jìn)行處理，送入單片機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換:模擬信號信號經(jīng)過電阻Ra24、Ra25產(chǎn)生直流電壓信號，電容Cal9、Ca20以及電感La07組成濾波電路，電阻Ra26、Ra27、Ra28、以及運(yùn)放LM358D構(gòu)成跟隨電路，對輸入的信號做進(jìn)一步的處理，再由電容Ca23、Ca24電感La08構(gòu)成濾波電路，經(jīng)過穩(wěn)壓管1N4733做穩(wěn)壓電路，防止電壓過高對單片機(jī)10 口造成破壞。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種信號采集及通訊電路，尤其是涉及一種帶光纖通訊的模擬量信號采集電路。一種抗強(qiáng)磁干擾的模擬信號處理及通訊電路，包括電源電路、模擬信號采集及預(yù)處理電路、單片機(jī)電路，電源電路為后續(xù)提供穩(wěn)定的工作電源，模擬信號采集及預(yù)處理電路將收集的模擬信號處理后提供給單片機(jī)做模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機(jī)電路將接收的模擬信號處理以后通過光纖接收和光纖發(fā)射電路進(jìn)行收發(fā)。本實(shí)用新型使用光纖通訊，強(qiáng)磁場對其產(chǎn)生的影響微乎其微，從而可以遠(yuǎn)距離下使用高波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，相對于原有采集電路，有更強(qiáng)的抗干擾能力，遠(yuǎn)距離傳輸有更高的傳輸速率。實(shí)現(xiàn)方式簡單，價格便宜，大大的節(jié)約了成本，而且增加了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
【IPC分類】G08C23/06
【公開號】CN205091910
【申請?zhí)枴緾N201520923620
【發(fā)明人】王創(chuàng)輝, 崔明齊, 任紅光
【申請人】鄭州朗?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月19日