專利名稱：一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置及其設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子抗干擾裝置，尤其是一種應用于模擬量開關(guān)的抗干擾 裝置。本發(fā)明還涉及一種電子抗干擾裝置設(shè)置方法，尤其是一種應用于模擬量 開關(guān)的抗干擾裝置設(shè)置方法。
背景技術(shù)：
在許多實際應用領(lǐng)域中，各種電子傳感器輸出大多為模擬量，這種量通常 是連續(xù)變化的。而在實際應用過程中，往往要求根據(jù)傳感器輸出的模擬量信號 的大小執(zhí)行不同的動作，即將模擬信號與某一恒定值進行比較，輸出相應的高 低電平信號。電壓比較器可以將輸入的傳感模擬量分成兩段，輸入電壓大于某一 值控制電路執(zhí)行一種功能，輸入電壓小于某一值，控制電路執(zhí)行另一種功能。該 值稱為比較器的閾值，也就是臨界值。由于在應用現(xiàn)場或在使用開關(guān)電源的場合 經(jīng)常會出現(xiàn)一些干擾信號，這些隨機干擾信號瞬間疊加在傳感器的輸出信號上， 使傳感器的輸出信號產(chǎn)生波動，這樣就造成比較器的輸出狀態(tài)出現(xiàn)抖動。為減 少抖動，目前多采用比較器正反饋技術(shù)來解決，即在電壓比較器的基礎(chǔ)上增加 正反饋的方法，給比較器提供兩個比較值，即上下閾值。但是這方法在輸出電 壓的設(shè)定值與比較器的閾值之間存在著線性相關(guān)性，不能獨立設(shè)定，不適用于 輸出值和閾值需要不相關(guān)設(shè)定的應用場合。此外，這種抗干擾裝置上下閾值的
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電子抗干擾裝置及其設(shè)置方法，通 過實施本發(fā)明，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的抗干擾裝置在輸出電壓的設(shè)定值與比較器 的閾值之間存在著線性相關(guān)性，不能獨立設(shè)定的技術(shù)問題，從而使得模擬量開 關(guān)的抗干擾性能得到進一步的提升。
本發(fā)明進一步要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)電子抗干擾裝置上下閾值 的差值不能隨意調(diào)整的技術(shù)缺陷。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問題是通過如下所描述的技術(shù)特征來實現(xiàn)的
模擬量開關(guān)抗干擾裝置包括電壓比較器，二極管，電阻，其中，電阻R0 與電壓比較器負輸入端相連；電阻R3和二極管串聯(lián)在電壓比較器正輸入端與輸 出端之間，二極管陰極連接電壓比較器輸出端，二極管陽極連接電阻R3;電阻
Rl和電阻R2串聯(lián)于電源Vcc與地之間，電壓比較器正輸入端連接于電阻Rl和 電阻R2之間。
在另一種典型實施方式中，模擬量開關(guān)抗干擾裝置的電阻R2為可變電阻， 電阻R3為可變電阻，這樣做可以使電子抗干擾裝置上下閾值的差值隨著現(xiàn)場干 擾信號的強度隨意調(diào)整，使得抗干擾裝置的設(shè)置和調(diào)校更加方便。當然，R2和 R3也可以使用固定電阻。
在又一種典型實施方式中，模擬量開關(guān)抗干擾裝置的電壓比較器為輸出端 集電極開路的電壓比較器，這時電壓比較器與電源Vcc之間連接有輸出上拉電 阻。
本發(fā)明所屬的模擬量開關(guān)抗干擾裝置設(shè)置方法，包括以下步驟 (A)根據(jù)實際應用控制要求，確定上閾值VTH ;
(B) 根據(jù)要求的vth的值選擇電阻R1和電阻R2的大??；
(C) 根據(jù)所測定的系統(tǒng)中對傳感器輸入信號的最大干擾信號值A(chǔ)U，計算 VTL =VTH-AU的值；
(D) 根據(jù)下閾值V^的值，調(diào)整電阻器R3，使Vu等于Vth-AU的值。 在另一典型實施方式中，步驟(B)包括以下步驟
在1KQ-20KQ范圍內(nèi)選取電阻R1;
調(diào)整電阻器R2使V 的值等于要求的值，即VTH=Ucc XR2/ (Rl+R2)。 通過實施本發(fā)明，能夠做到模擬量開關(guān)抗干擾裝置的上下闊值可調(diào)，輸出 電壓、閾值獨立設(shè)定，有效地提高了模擬量開關(guān)的抗干擾能力。


圖l是本發(fā)明的電路原理圖， 圖2是本發(fā)明的波形圖。
其中R0—電阻，R1 —電阻，R2—電阻，R3—電阻，R4—電阻，D—二極 管，U—電壓比較器，Vcc—電源電壓，Uo—輸出電壓，Uin—輸入電壓，Ur—閥 值電壓，AV—干擾信號電壓。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的說明。 作為本發(fā)明的一種典型實施方式，模擬量開關(guān)抗干擾裝置包括電壓比較器 U、 二極管D、電阻RO、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4，其中，電阻RO 與電壓比較器U負輸入端相連，電阻R3和二極管D串聯(lián)在電壓比較器U正輸入 端與輸出端之間，二極管D陰極連接電壓比較器U輸出端，二極管D陽極連接電阻R3，電阻Rl和電阻R2串聯(lián)于電源Vcc與地之間，電壓比較器U正輸入端 連接于電阻Rl和電阻R2之間。
作為本發(fā)明進一步的實施方式，模擬量開關(guān)抗干擾裝置電阻R2為可變電阻， 電阻R3為可變電阻，這樣做可以使電子抗干擾裝置上下閾值的差值隨著現(xiàn)場干 擾信號的強度隨意調(diào)整，使得抗干擾裝置的設(shè)置和調(diào)校更加方便。當然，R2和 R3也可以使用固定電阻。
在本發(fā)明的一種典型實施方式中，模擬量開關(guān)抗干擾裝置的電壓比較器U 為輸出端集電極開路的電壓比較器，此時電壓比較器U與電源Vcc之間連接有 輸出上拉電阻R4。
在本發(fā)明的另一種典型實施方式中，模擬量開關(guān)抗干擾裝置中的二極管D 為普通開關(guān)二極管，電阻R4的阻值在2KQ-15KQ之間設(shè)定，電阻(R0)和電阻 Rl的阻值在1KQ-20KQ之間。
在本發(fā)明模擬量開關(guān)抗干擾裝置設(shè)置方法的一種典型實施方式中，設(shè)置方 法包括以下步驟
(A) 根據(jù)實際應用控制要求，確定上閾值vth ;
(B) 根據(jù)要求的VT^的值選擇電阻Rl和電阻R2的大小；
(C) 根據(jù)所測定的系統(tǒng)中對傳感器輸入信號的最大干擾信號值A(chǔ)U，計算 Vn =VTH-AU的值；
(D) 根據(jù)下閾值vtl的值，調(diào)整電阻器R3，使Vi等于Vth-AU的值。 步驟(B)還可以進一步包括以下步驟
在1KQ-20KQ范圍內(nèi)選取電阻R1;
調(diào)整電阻器R2使V^的值等于要求的值，即VTH=VccXR2/(Rl+R2)。 下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明實施方式的具體工作原理。如圖2所示，
U。h為輸出電壓高電平值，IV為輸出電壓低電平值；vth為上閾值值，L為下閾值，
AU=VTH-VTL; Uin為輸入信號電壓，Ur為閾值電壓，Uo為輸出電壓。當被檢測信 號Uin由小逐漸增大，大于Ur二vth時比較器的輸出由原來的U。h翻轉(zhuǎn)為lW;當 被檢測信號Uin由大減小，小于Ur二Vn時比較器的輸出由原來的lk翻轉(zhuǎn)為U。H。 U。H的大小空載時等于電源電壓Vcc， U。l的大小等于比較器的飽和輸出電壓值。
V^和VTH的計算如下
VTH=VccXR2/(Rl+R2)
VTL"Vcc X [R2 X R3/ (R2+R3) ] / { [R2 X R3/ (R2+R3) ] +R1}
由上式，vth可通過改變電阻Rl或可變電阻器R2的值來改變其大小，當Rl 確定后，可通過調(diào)整可變電阻器R2的值改變其大小。vtl可通過改變可變電阻器 R3的值來改變其大小。A^Vth-Vt,的大小代表可以消除的干猶信號的大小。該發(fā) 明當上閾值設(shè)定后，可以消除由于電路中存在的瞬間向下的千擾信號AU對比較 器輸出的開關(guān)信號的誤動作。
其中，本發(fā)明的實施方式中使用二極管D的作用在于利用二極管的非線 性特性，使L和vth值的整定基本上線性無關(guān)，即可以互相獨立設(shè)定。原理是 當比較器輸出為高電平時，V =VccXR2/(Rl+R2)的設(shè)定與可變電阻器R3無關(guān)； 當比較器輸出低電平時，二極管導通，VT1^VccX[R2XR3/(R2+R3)]/{ [R2X R3/(R2+R3) ]+Rl}的值通過調(diào)整可變電阻器R3的值設(shè)定。
在本發(fā)明應用于一種電梯節(jié)能控制裝置的欠壓保護比較電路的具體實施方 式當中，輸入信號是來自驅(qū)動電梯電機的變頻器直流側(cè)的電壓信號，該電壓信 號經(jīng)過直流電壓變換器轉(zhuǎn)換成小于10V的信號后作為比較器的Uin輸入信號與 比較器另一輸入端的Ur信號進行比較，當Uin小于Ur-VxL時為欠壓狀態(tài)，此時 比較器輸出高電平信號，使節(jié)能控制裝置禁止工作；當Uin大于Ur^TH時，比較
器輸出低電平，使節(jié)能控制裝置正常工作。當Uin穩(wěn)定在略大于U^VTH時，即節(jié) 能控制裝置己處于開啟工作狀態(tài)，假如此時有一個向下的干擾，只要這一干擾 量小于AI^Vth-Vtl比較器的狀態(tài)就不會翻轉(zhuǎn)，節(jié)能控制裝置就不會產(chǎn)生誤動作。 因此可以根據(jù)實際系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的最大干擾量，投定Vt,的但，防止電梯節(jié)能
控制裝置由于干擾而產(chǎn)生的誤動作。在此VTH為電梯節(jié)能控制裝置開始投入工作
時的電壓比較器的比較設(shè)定值，即上閾值。
雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以 在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1.一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置，其特征在于，包括電壓比較器(U)、二極管(D)、電阻(R0)、電阻(R1)、電阻(R2)、電阻(R3)、電阻(R4)，其中，電阻(R0)與電壓比較器(U)負輸入端相連，電阻(R3)和二極管(D)串聯(lián)在電壓比較器(U)正輸入端與輸出端之間，二極管(D)陰極連接電壓比較器(U)輸出端，二極管(D)陽極連接電阻(R3)，電阻(R1)和電阻(R2)串聯(lián)于電源Vcc與地之間，電壓比較器(U)正輸入端連接于電阻(R1)和電阻(R2)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置，其特征在于，所述 電阻(R2)為可變電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置，其特征在于，所述 電阻(R3)為可變電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3任一權(quán)利要求所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置， 其特征在于，所述電壓比較器(U)為輸出端集電極開路的電壓比較器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置，其特征在于，所述 電壓比較器(U)與電源Vcc之間連接有輸出上拉電阻R4。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3、 5任一權(quán)利要求所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾 裝置，其特征在于，所述二極管(D)為普通開關(guān)二極管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置，其特征在于，所述 電阻(R4)的阻值在2KQ-15KQ之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置，其特征在于，所述 電阻(R0)和電阻(Rl)的阻值在1KQ-20KQ之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述模擬量開關(guān)抗干擾裝置的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置設(shè)置方法，其特征在于，包括以下步驟(A) 根據(jù)實際應用控制要求，確定上閾值VTH ;(B) 根據(jù)要求的VTH的值選擇電阻(Rl)和電阻(R2)的大?。?C) 根據(jù)所測定的系統(tǒng)中對傳感器輸入信號的最大干擾信號值A(chǔ)U，計算 VTL =VTH—AU的f直；(D) 根據(jù)下閾值VTL的值，調(diào)整電阻器(R3)，使Vi等于VTH-AU的值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置設(shè)置方法，其特征在 于，步驟(B)還包括以下步驟在1KQ-20KQ范周內(nèi)選取電阻(Rl);調(diào)整電阻器(R2)使VTH的值等于要求的值，即VTH=UccXR2/(Rl+R2)。
全文摘要
一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置，包括電壓比較器，二極管，電阻，其中，電阻R0與電壓比較器U負輸入端相連，電阻R3和二極管D串聯(lián)在電壓比較器U正輸入端與輸出端之間，電壓比較器U正輸入端連接于分壓電阻R1和電阻R2之間。一種模擬量開關(guān)抗干擾裝置設(shè)置方法，包括以下步驟根據(jù)實際應用控制要求，確定上閾值；根據(jù)要求的上閥值選擇電阻R1和電阻R2大??；根據(jù)測定的系統(tǒng)中對傳感器輸入信號的最大干擾信號值ΔU計算下閥值；根據(jù)下閾值調(diào)整電阻器R3。該發(fā)明模擬量開關(guān)抗干擾裝置能夠做到上下閾值可調(diào)，輸出電壓、閾值獨立設(shè)定，有效地提高了模擬量開關(guān)的抗干擾能力。
文檔編號H03K3/013GK101179264SQ20071004808
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者泓 唐, 張自強, 茅紅偉 申請人:上海師范大學