[发明专利]一种开关量输入信号采集电路和采集装置

说明书

本发明提供了一种开关量输入信号采集电路和采集装置，采集电路包括：开关量输入信号模块配置为接收被测装置输出的开关量信号；有源/无源选择模块的正电压输出端连接到开关量输入信号模块，电源输入端连接到电源装置，配置为接收开关量输入信号模块输入的开关量信号并判断接收到的开关量信号的类型；电压选择模块的一个输入端连接到开关量输入信号模块，另一个输入端连接有源/无源选择模块的负电压输出端，配置为对开关量信号的电压进行降压；恒流源模块的输入端连接到电压选择模块的输出端，配置为将降压后的开关量信号转换成恒流信号。通过使用本发明的方案，能够解决现有方案中功耗高、不兼容多种输入信号类型和电压的缺点。

技术领域

本发明涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种开关量输入信号采集电路和采集装置。

背景技术

开入信号采样电路是目前工业上最常用的电路，其目的是采样被测装置的开关量输出信号，并转换为CPU可以识别的信号。目前常用的开入信号采样方案中，主要有电阻分压方案和AD采样方案。电阻分压方案中，将输入电压通过电阻分压后进入光耦，这种方案优点是电路简单，缺点是由于需要满足起动电压要求，正常输入电压时，电路功耗大，电阻发热厉害，长期使用易造成损坏和安全事故。AD采样方案中使光耦处于线性状态，AD采样光耦副边输出电压判断光耦输入电压，这种方式优点是采样精确，起动电压判断准确，缺点是电路复杂，增加了成本而且每一路都需要预先校准，增加了工作量。上面两种方案还有共同的缺点，就是如果电压等级不同或者有源和无源信号切换时需要更换大量器件甚至重新开发板卡，适应性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种开关量输入信号采集电路和采集装置，通过使用本发明的技术方案，能够解决现有方案中功耗高、不兼容多种输入信号类型和电压的缺点。

基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种开关量输入信号采集电路，包括：

开关量输入信号模块，开关量输入信号模块配置为接收被测装置输出的开关量信号；

有源/无源选择模块，有源/无源选择模块的正电压输出端连接到开关量输入信号模块，有源/无源选择模块的电源输入端连接到电源装置，有源/无源选择模块配置为接收开关量输入信号模块输入的开关量信号并判断接收到的开关量信号的类型；

电压选择模块，电压选择模块的一个输入端连接到开关量输入信号模块，另一个输入端连接有源/无源选择模块的负电压输出端，电压选择模块配置为接收开关量输入信号模块输入的开关量信号，并对开关量信号的电压进行降压；

恒流源模块，恒流源模块的输入端连接到电压选择模块的输出端，恒流源模块配置为接收电压选择模块输出的降压后的开关量信号，并将降压后的开关量信号转换成恒流信号；

光耦隔离模块，光耦隔离模块的输入端连接到恒流源模块的输出端，恒流源模块配置为接收恒流源模块输出的开关量信号并对开关量信号中的外部电压进行隔离后输出到CPU。

根据本发明的一个实施例，恒流源模块包括：

三极管，三极管的集电极连接到电压选择模块的输出端，三极管的发射极作为恒流源模块的输出端；

电阻，电阻的一端连接到三极管的集电极，另一端连接到三极管的基极；

稳压管，稳压管的阳极连接到地，阴极连接到三极管的基极。

根据本发明的一个实施例，电压选择模块包括瞬态电压抑制二极管，瞬态电压抑制二极管的一端连接到开关量输入信号模块，另一端连接到恒流源模块，基于开关量信号的电压选择瞬态电压抑制二极管的导通电压值。