模拟量输入检测电路

CBB规范

模拟量输入检测电路

(VER:V1.0)

拟制：华时间：2010-05-27 批准：时间：

文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般

1 功能介绍

本电路实现输入电压0~10V或者电流0~20mA的模拟量信号转换为CPU可以直接测量的

0~3.3V电压信号。

2 详细原理图

(0-3.3V)

J1/U-DJ1

1

短接片

工作原理说明：

外部模拟量信号从AI1端口输入，首先经过安规电容C3和电感L1，可有效防止线路上的

浪涌电流电压进入后端电路。如果输入的是电流信号，需将SW1开关拨到ON端，电流流过

电阻R8和R9，在电阻R1端可得到０~10V的电压信号,如果外部电压过高(超过15V)或者过低

(少于0V)，二极管D1可以发生钳位作用，保证电压在-1V~16V之间。

输入信号接到运放TL082的同相端，电压跟随输出到R4端口，电压幅值不变仍然是

0~10V，电阻R4和R6构成分压关系输出0~3.3V的电压信号。二极管D2同样是起电压钳位作

用，保证输出电压在-0.3~3.6V之间，有效保护CPU。

3 器件功能

❖磁珠L1，防止浪涌输入，提高抗干扰能力；

❖电容C3，安规电容防止浪涌电压，保护后端电路；

❖功率电阻R1～R6，降压限流，防止PC1流过大电流损坏；

❖电阻R1及电容C2，对输入信号进行RC滤波；

❖二极管D1～D2，对信号进行电压钳位，防止电压过高或者过低；

❖电容C1、C4、C5，滤波电容，对电路正常工作影响不大；

❖电阻R8、R9，短接片J1，输入为电流信号时J1短接2，3脚，电流流过R8、R9并产生对应的电压信号；

❖电阻R3限流电阻，此电阻大小影响运放的输出能力；

❖电阻R4、R6，将运放端输出的信号进行分压输出。

4 参数计算

在设计电路参数时，应兼顾以下因素：1、对外部输入信号进行抗干扰处理；2、输入信

号值限幅。

4.1安规电容C3的选择：

防静电，理论上能有几百伏耐压值即可，考虑到公司常用元件中最接近的器件，所以选择2KV/1nF的电容。

4.2磁珠L1：

选择10μH感值。

4.3电阻R1、R2、R5的选取：

模拟量输入阻抗通常为20K，所以R1、R2取值10K，R5取值20K。

4.4电阻R8、R9的选取：

将输入电流0~20ma对应到0~10V，需要阻值为500欧，所以采用两个1K的电阻并联。4.5二极管D1～D2：

由于此处二极管的电流和工作电压小，此处选公司的优选器件MMBD7000LT1。

4.6电容C1，C4：

电源滤波电容，选择常用的0.1uF电容。

4.7电容C2，C5：

C2与R1一起构成小惯性虑波环节，用于抑制干扰，这里选用1uF电容。

C5起滤波作用，选用1nF电容。

4.8电阻R4、R6：

运放端输出0~10V，需要转换成0~3.3V，采用一个6.8K，一个3.3K电阻分压够成。

5 器件可靠性分析(可选)

此电路已大批量应用于我司产品，各项目测试指标正常，目前未反馈故障情报。

8 关键器件资料

略