[发明专利]一种应用于多路AD采集的双重隔离装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于测控技术领域，更具体地，涉及一种应用于多路AD 采集的双重隔离装置及方法。

背景技术

在自动化控制、自动化检测、计算机数据采集测试等诸多工业测 试控制系统中，现场模拟信号的采集往往在系统设计中有着重要的地 位。在AD采集模块的设计中，为了数据采集的精确性和系统的安全 性，尤其是对环境适应性和数据精确性有着更严苛要求的国防军工装 备中，对AD采集进行隔离是行之有效的方法。但是在传统的隔离系 统设计中，只是对模拟隔离和数字隔离进行孤立的设计，而没有考虑 到在只进行一种隔离设计时，另一种未隔离信号所带来的不利影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种应用于 多路AD采集的双重隔离装置及方法，其通过对关键部件如模拟隔离 电路、数字模拟电路等结构和布局的研究和设计，实现了对AD采集 的完全隔离，同时具备数据采集的精确性、设备操作的安全性、系统 运行的环境适应性等优点，并可通过MCU或其他控制器的控制，实 现不同模式下的多路AD采集，以适应不同的需求，因而尤其适用于 AD采集的隔离。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种应用于多 路AD采集的双重隔离装置，其特征在于，该装置包括模拟信号输入 端的信号调理电路、信号调理之后的模拟隔离电路、模拟信号被隔离 之后进入的AD采集电路、数字隔离电路、控制和信号处理器以及隔 离电源供电模块；

所述信号调理电路的输出端连接所述模拟隔离电路的输入端，所 述模拟隔离电路的输出端连接所述AD采集电路的输入端，所述AD采 集电路的数字端与所述数字隔离电路进行交互，所述数字隔离电路再 与控制和信号处理器进行交互。

优选地，所述数字隔离电路采用双向通信的多通道数字隔离器， 或由两个及以上单向通信的数字隔离器组合使用。

按照本发明的另一方面，提供了一种使用应用于多路AD采集的 双重隔离装置的隔离方法，所述隔离装置包括模拟信号输入端的信号 调理电路、信号调理之后的模拟隔离电路、模拟信号被隔离之后进入 的AD采集电路、数字隔离电路、控制和信号处理器以及隔离电源供 电模块，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)在多路模拟信号输入之前分别对所述多路模拟信号做电压 调理处理，以符合AD转换器的采集要求；

(2)采用隔离放大器来对经过电压调理的所述多路模拟信号进 行模拟隔离，所述隔离放大器的两端通过隔离电源进行供电；

(3)所述隔离放大器输入信号和输出信号均通过电容滤波，所 述输出信号串接电阻防短路失效；

(4)采用多通道AD转换器对经过调理并隔离后的所述多路模 拟信号同时采样并通过数据总线输出；

(5)控制和信号处理器通过控制信号控制所述AD转换器的采 样和输出；

(6)采用多通道数字隔离器隔离数据总线和控制总线；

(7)所述控制和信号处理器对接收到的经所述AD转换器输出 的数字信号进行处理，完成AD采集。

优选地，多通道数字隔离器采用双向通信的数字隔离器，或由两 个及以上单向通信的数字隔离器组合使用。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比， 能够取得下列有益效果：

(1)同时采用了模拟隔离器和数字隔离器可减少AD采集时的 外部干扰和多通道AD信号之间的串扰，降低在复杂环境下的浪涌危 险性和电磁防护性，提高AD采集数据精度和环境适应性；

(2)通过控制和信号处理器或其他控制器的控制，实现不同模 式下的多路AD采集，适应不同的应用需求。

附图说明

图1为多路AD采集的双重隔离装置结构图；

图2为AD采集的双重隔离电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外， 下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此 之间未构成冲突就可以相互组合。