模拟量输入检测电路
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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