多路变送器电路的制作方法
专利名称：多路变送器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于多路变送器的电路。
背景技术：
目前带通讯的变送器电路可以概括为2种方案:1、数模转换(DAC)芯片+分离器件搭接的变送器电路；2、数模转换(DAC)芯片+集成的变送器芯片。其中第I种方案有如下缺陷:用分离器件搭接的变送器电路精度低、可靠性差、器件多、占用面积大，需人工反复调校匹配电阻来调整变送器的零点和满量程点。第2种方案虽减少了器件，但仍需人工反复调校匹配电阻来调整变送器的零点和满量程点，或者通过反复的软件设置来调整变送器的零点和满量程点。以上2种方式都存在电路需人工调校，占用的设备和人力资源比较多，效率低，不适合流水线批量生产的缺陷。另外，上述方案需不同的电路才能搭建Γ20πιΑ、(Γ5ν等不同类型的变送器
实用新型内容
·本实用新型的目的是提供一种不需调校且变送器输出类型可设的高精度的多路变送器电路。本实用新型提供的这种多路变送器电路，包括直流电源、变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压，同时接收由通讯接口单元传来的锁存信号、时钟信号以及数据信号。所述变送器主控单元的模拟电压管脚与电压防抖单元的输出电压端相连，其接地管脚与电压防抖单元的接地端相连，其数字电源管脚与所述通讯接口单元的电源端相连，其锁存管脚与所述通讯接口单元中光耦USI的集电极端相连，其串行时钟输入管脚与通讯接口单元中光耦US3的输出端相连，其串行数据输入管脚与通讯接口单元中光耦US2的集电极端相连。所述变送器主控单元包括若干片DA转换芯片，各DA转换芯片通过级联的方式形成多路变送器输出。本实用新型的电压防抖单元可以有效防止外接直流工作电源过高、过低、瞬间冲击及缓慢上升或下降对变送器精度的影响，通讯接口单元用于变送器主控单元与其他管理电路或设备的通讯，从而可实现其它设备对变送器单元的通讯与控制。本实用新型大力提高了变送器的精度，输出类型多样，电路简单可靠，适应批量生产。
图1是本实用新型的原理框图。图2是本实用新型电压防抖单元的电路原理图。[0010]图3是本实用新型变送器主控单元的电路原理图。图4是本实用新型通讯接口单元的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示，本实用新型包括直流电源、变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压，同时接收由通讯接口单元传来的锁存信号、时钟信号以及数据信号。本实用新型可在不需通过电路调整或参数修改的情况下进行校表。如图2所示，电压防抖单元包括瞬变抑制器DP2、三极管Ql和三极管Q2。外接直流电源通过一个二孔接插件V12与该电压防抖单元相连。二极管DPl的阳极与二孔接插件V12的正极相连。瞬变抑制器DP2、极性电容CPl和滤波电容CP2三者并联后接于二极管DPl的阴极端与地GND_12之间。三极管Ql的基极通过电阻R16接于稳压二极管DZ2的阳极端，同时通过电阻R16再串联电阻R15后接地GND_12 ;其集电极通过电阻R17接于二极管DPl的阴极端，同时该集电极还通过电阻R18与三极管Q2的基极相连；其发射极接地GND_12。三极管Q2的发射极与二极管DPI的阴极端相连，其集电极与电源V_12相连。电容CT2和电容CT3并联后接于电源V_12和地GND_12之间。电压防抖单元可以防止外接工作电压过高、过低、瞬间冲击及缓慢上升、下降对变送器的影响:二极管DPl可以防护电压接反的情况；瞬变抑制器DP2对过高的输入电压起到防护作用。当外接电压高于瞬变抑制器DZ2的阀值时，三极管Ql导通，从而三极管Q2导通，由此电压对外输出；当外接电压低于瞬变抑制器DZ2的阀值时，Q1、Q2截止，无电压输出。如图3所示，变送器主控单元包括若干DA转换芯片，每个DA转换芯片的外围电路的各参数可设置成相同参数。各个芯片可采用级联的方式连接，从而实现变送器输出通道的扩展。本实用新型可采用Analog Devices公司的AD54xx系列芯片(其型号为AD5412或AD5422)及相关外围电路组成，AD54xx包含了一个内部DAC及可编程电流、电压电路，匹配电阻也包含在其中。DA转换芯片Ull的2脚接电源VCC_5，其7脚与通讯接口单元的光耦USl的4脚相连，用于传递锁存信号LATCH ;其8脚与光耦，用于传递串行时钟输入信号SCLK ;其9脚与光耦的，用于传递串行数据输入信号SDIN ;其10脚与DA转换芯片U12的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SD01，其14脚和15脚并接后串联电容C12后接地GND_12，其17脚串联电容Cll后与其22脚相连，其19脚通过电阻R13串联电阻R12后与其22脚相连，同时该引脚通过电阻R13串联电阻R14后输出输出信号0UT1，还通过电阻R13串联瞬变抑制器TSl后接地GND_12，电阻R13不与DA转换芯片管脚相连的一端还与二极管D12的阳极相连，该二极管的阴极接电源V_12，其21脚和22脚相连后通过电阻R12与二极管D13的阴极相连，二极管D13的阳极接地GND_12，其24脚接电源V_12，其I脚、4脚、5脚、6脚、11脚、12脚、23脚和25脚均接地GND_12。电容C12用于去除基准电压的纹波，电容Cll用于反馈。电阻R12和电阻R13均为零欧姆的可选电阻。当输出Γ20πιΑ、(Γ20πιΑ等电流变送信号时，焊接电阻R13，电阻R12不焊接；当输出(T5V、(TlOV等电压变送信号时，焊接电阻R12，电阻R13不焊接，目的是公用一个对外输出端子。DA转换芯片U12、DA转换芯片U13和DA转换芯片U14的外围电路均与DA转换芯片Ull类似。DA转换芯片Ull的10脚与DA转换芯片U12的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SDOl ；DA转换芯片U12的10脚与DA转换芯片U13的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SD02 ；DA转换芯片U13的10脚与DA转换芯片U14的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SD03 ;由此形成芯片级联。按照此种级联方式，本实用新型可形成多路变送器共地输出。本实用新型的变送器主控单元用于生成已经调校好的变送器信号，主控DA转换芯片的工艺能够保证相关匹配电阻的精度，从而不需再进行电路的电阻匹配和调校。该单元可以通过软件设置让变送器的输出值任意改变，还可通过软件设置改变变送器主控单元的输出类型，可以输出4 2011^、0 2011^、0 2411^、0 5￥、0 10￥、±5 V、±10 V等不同类型的变送器信号。本实用新型可以单独输出也可以通过级联的方式形成多路输出。如图4所示，通讯接口单元包括光耦USl、光耦US2、高速光耦US3和接插件JlI。光耦USl的I脚通过电阻RT2与电源V33相连，其2脚与接插件Jll的6脚相连，用于传递锁存信号LAT，其4脚通过电阻RT22接电源VCC_5，同时该管脚串联电阻RT22后再串联电容CTl后接地GND_12，并且该管脚串联电阻RT22后，再串联电阻RT33与光耦US3的其4脚相连，其3脚接地GND_12。光耦US2的I脚通过电阻RT4与电源V33相连，其2脚与接插件Jll的8脚相连，用于传递数据输入信号DIN，其4脚通过电阻RT44接电源VCC_5，同时该管脚串联电阻RT44后，再串联电阻RT33与光耦US3的其4脚相连，其3脚接地GND_12。光耦US3的I脚通过电阻RT5与电源V33相连，其2脚与接插件Jll的7脚相连，用于传递时钟信号CLK，其5脚接地GND_12，其6脚同时与电阻RT22不与光耦相接的一端以及电阻RT44不与光耦相接 的一端相连。电源V33与接插件Jll的4脚相连。接插件Jll的9脚和10脚均与地GND相连。 通讯接口单元采用SPI接口的方式与变送器主控单元连接，用3个光耦隔离，通过参数设置可以调整变送器的幅值和变送器输出类型。
权利要求1.一种多路变送器电路，包括直流电源，其特征在于，还包括变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压，同时接收由通讯接口单元传来的锁存信号、时钟信号以及数据信号。
2.根据权利要求1所述的多路变送器电路，其特征在于，所述变送器主控单元的模拟电压管脚与电压防抖单元的输出电压端相连，其接地管脚与电压防抖单元的接地端相连，其数字电源管脚与所述通讯接口单元的电源端相连，其锁存管脚与所述通讯接口单元中光耦USl的集电极端相连，其串行时钟输入管脚与通讯接口单元中光耦US3的输出端相连，其串行数据输入管脚与通讯接口单元中光耦US2的集电极端相连。
3.根据权利要求1所述的多路变送器电路，其特征在于，所述变送器主控单元包括若干片DA转换芯片，各DA转换芯片通过级联的方式形成多路变送器输出。
专利摘要本实用新型公开了一种多路变送器电路，包括变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压。本实用新型可有效防止外接直流工作电源过高、过低、瞬间冲击及缓慢上升或下降对变送器精度的影响，而且可用于变送器主控单元与其他管理电路或设备的通讯，从而实现其它设备对变送器单元的通讯与控制。本实用新型大力提高了变送器的精度，输出类型多样，电路简单可靠，适应批量生产。
文档编号H02M3/156GK202997934SQ20132001847
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者刘建福, 丁峰 申请人:威胜集团有限公司
技术领域：
本实用新型涉及一种用于多路变送器的电路。
背景技术：
目前带通讯的变送器电路可以概括为2种方案:1、数模转换(DAC)芯片+分离器件搭接的变送器电路；2、数模转换(DAC)芯片+集成的变送器芯片。其中第I种方案有如下缺陷:用分离器件搭接的变送器电路精度低、可靠性差、器件多、占用面积大，需人工反复调校匹配电阻来调整变送器的零点和满量程点。第2种方案虽减少了器件，但仍需人工反复调校匹配电阻来调整变送器的零点和满量程点，或者通过反复的软件设置来调整变送器的零点和满量程点。以上2种方式都存在电路需人工调校，占用的设备和人力资源比较多，效率低，不适合流水线批量生产的缺陷。另外，上述方案需不同的电路才能搭建Γ20πιΑ、(Γ5ν等不同类型的变送器
实用新型内容
·本实用新型的目的是提供一种不需调校且变送器输出类型可设的高精度的多路变送器电路。本实用新型提供的这种多路变送器电路，包括直流电源、变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压，同时接收由通讯接口单元传来的锁存信号、时钟信号以及数据信号。所述变送器主控单元的模拟电压管脚与电压防抖单元的输出电压端相连，其接地管脚与电压防抖单元的接地端相连，其数字电源管脚与所述通讯接口单元的电源端相连，其锁存管脚与所述通讯接口单元中光耦USI的集电极端相连，其串行时钟输入管脚与通讯接口单元中光耦US3的输出端相连，其串行数据输入管脚与通讯接口单元中光耦US2的集电极端相连。所述变送器主控单元包括若干片DA转换芯片，各DA转换芯片通过级联的方式形成多路变送器输出。本实用新型的电压防抖单元可以有效防止外接直流工作电源过高、过低、瞬间冲击及缓慢上升或下降对变送器精度的影响，通讯接口单元用于变送器主控单元与其他管理电路或设备的通讯，从而可实现其它设备对变送器单元的通讯与控制。本实用新型大力提高了变送器的精度，输出类型多样，电路简单可靠，适应批量生产。
图1是本实用新型的原理框图。图2是本实用新型电压防抖单元的电路原理图。[0010]图3是本实用新型变送器主控单元的电路原理图。图4是本实用新型通讯接口单元的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示，本实用新型包括直流电源、变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压，同时接收由通讯接口单元传来的锁存信号、时钟信号以及数据信号。本实用新型可在不需通过电路调整或参数修改的情况下进行校表。如图2所示，电压防抖单元包括瞬变抑制器DP2、三极管Ql和三极管Q2。外接直流电源通过一个二孔接插件V12与该电压防抖单元相连。二极管DPl的阳极与二孔接插件V12的正极相连。瞬变抑制器DP2、极性电容CPl和滤波电容CP2三者并联后接于二极管DPl的阴极端与地GND_12之间。三极管Ql的基极通过电阻R16接于稳压二极管DZ2的阳极端，同时通过电阻R16再串联电阻R15后接地GND_12 ;其集电极通过电阻R17接于二极管DPl的阴极端，同时该集电极还通过电阻R18与三极管Q2的基极相连；其发射极接地GND_12。三极管Q2的发射极与二极管DPI的阴极端相连，其集电极与电源V_12相连。电容CT2和电容CT3并联后接于电源V_12和地GND_12之间。电压防抖单元可以防止外接工作电压过高、过低、瞬间冲击及缓慢上升、下降对变送器的影响:二极管DPl可以防护电压接反的情况；瞬变抑制器DP2对过高的输入电压起到防护作用。当外接电压高于瞬变抑制器DZ2的阀值时，三极管Ql导通，从而三极管Q2导通，由此电压对外输出；当外接电压低于瞬变抑制器DZ2的阀值时，Q1、Q2截止，无电压输出。如图3所示，变送器主控单元包括若干DA转换芯片，每个DA转换芯片的外围电路的各参数可设置成相同参数。各个芯片可采用级联的方式连接，从而实现变送器输出通道的扩展。本实用新型可采用Analog Devices公司的AD54xx系列芯片(其型号为AD5412或AD5422)及相关外围电路组成，AD54xx包含了一个内部DAC及可编程电流、电压电路，匹配电阻也包含在其中。DA转换芯片Ull的2脚接电源VCC_5，其7脚与通讯接口单元的光耦USl的4脚相连，用于传递锁存信号LATCH ;其8脚与光耦，用于传递串行时钟输入信号SCLK ;其9脚与光耦的，用于传递串行数据输入信号SDIN ;其10脚与DA转换芯片U12的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SD01，其14脚和15脚并接后串联电容C12后接地GND_12，其17脚串联电容Cll后与其22脚相连，其19脚通过电阻R13串联电阻R12后与其22脚相连，同时该引脚通过电阻R13串联电阻R14后输出输出信号0UT1，还通过电阻R13串联瞬变抑制器TSl后接地GND_12，电阻R13不与DA转换芯片管脚相连的一端还与二极管D12的阳极相连，该二极管的阴极接电源V_12，其21脚和22脚相连后通过电阻R12与二极管D13的阴极相连，二极管D13的阳极接地GND_12，其24脚接电源V_12，其I脚、4脚、5脚、6脚、11脚、12脚、23脚和25脚均接地GND_12。电容C12用于去除基准电压的纹波，电容Cll用于反馈。电阻R12和电阻R13均为零欧姆的可选电阻。当输出Γ20πιΑ、(Γ20πιΑ等电流变送信号时，焊接电阻R13，电阻R12不焊接；当输出(T5V、(TlOV等电压变送信号时，焊接电阻R12，电阻R13不焊接，目的是公用一个对外输出端子。DA转换芯片U12、DA转换芯片U13和DA转换芯片U14的外围电路均与DA转换芯片Ull类似。DA转换芯片Ull的10脚与DA转换芯片U12的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SDOl ；DA转换芯片U12的10脚与DA转换芯片U13的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SD02 ；DA转换芯片U13的10脚与DA转换芯片U14的9脚相连，用于传递串行数据输出信号SD03 ;由此形成芯片级联。按照此种级联方式，本实用新型可形成多路变送器共地输出。本实用新型的变送器主控单元用于生成已经调校好的变送器信号，主控DA转换芯片的工艺能够保证相关匹配电阻的精度，从而不需再进行电路的电阻匹配和调校。该单元可以通过软件设置让变送器的输出值任意改变，还可通过软件设置改变变送器主控单元的输出类型，可以输出4 2011^、0 2011^、0 2411^、0 5￥、0 10￥、±5 V、±10 V等不同类型的变送器信号。本实用新型可以单独输出也可以通过级联的方式形成多路输出。如图4所示，通讯接口单元包括光耦USl、光耦US2、高速光耦US3和接插件JlI。光耦USl的I脚通过电阻RT2与电源V33相连，其2脚与接插件Jll的6脚相连，用于传递锁存信号LAT，其4脚通过电阻RT22接电源VCC_5，同时该管脚串联电阻RT22后再串联电容CTl后接地GND_12，并且该管脚串联电阻RT22后，再串联电阻RT33与光耦US3的其4脚相连，其3脚接地GND_12。光耦US2的I脚通过电阻RT4与电源V33相连，其2脚与接插件Jll的8脚相连，用于传递数据输入信号DIN，其4脚通过电阻RT44接电源VCC_5，同时该管脚串联电阻RT44后，再串联电阻RT33与光耦US3的其4脚相连，其3脚接地GND_12。光耦US3的I脚通过电阻RT5与电源V33相连，其2脚与接插件Jll的7脚相连，用于传递时钟信号CLK，其5脚接地GND_12，其6脚同时与电阻RT22不与光耦相接的一端以及电阻RT44不与光耦相接 的一端相连。电源V33与接插件Jll的4脚相连。接插件Jll的9脚和10脚均与地GND相连。 通讯接口单元采用SPI接口的方式与变送器主控单元连接，用3个光耦隔离，通过参数设置可以调整变送器的幅值和变送器输出类型。
权利要求1.一种多路变送器电路，包括直流电源，其特征在于，还包括变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压，同时接收由通讯接口单元传来的锁存信号、时钟信号以及数据信号。
2.根据权利要求1所述的多路变送器电路，其特征在于，所述变送器主控单元的模拟电压管脚与电压防抖单元的输出电压端相连，其接地管脚与电压防抖单元的接地端相连，其数字电源管脚与所述通讯接口单元的电源端相连，其锁存管脚与所述通讯接口单元中光耦USl的集电极端相连，其串行时钟输入管脚与通讯接口单元中光耦US3的输出端相连，其串行数据输入管脚与通讯接口单元中光耦US2的集电极端相连。
3.根据权利要求1所述的多路变送器电路，其特征在于，所述变送器主控单元包括若干片DA转换芯片，各DA转换芯片通过级联的方式形成多路变送器输出。
专利摘要本实用新型公开了一种多路变送器电路，包括变送器主控单元、电压防抖单元和通讯接口单元，电压防抖单元与变送器主控单元相连，用于将外接直流电源进行电压防抖处理后，传至变送器主控单元为其提供工作电源，变送器主控单元与通讯接口单元相连，用于将产生的5V电源传至通讯接口单元作为其变送器一侧的工作电压。本实用新型可有效防止外接直流工作电源过高、过低、瞬间冲击及缓慢上升或下降对变送器精度的影响，而且可用于变送器主控单元与其他管理电路或设备的通讯，从而实现其它设备对变送器单元的通讯与控制。本实用新型大力提高了变送器的精度，输出类型多样，电路简单可靠，适应批量生产。
文档编号H02M3/156GK202997934SQ20132001847
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