實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其中包括采樣電阻、電流放大電路、整流電路和AD轉(zhuǎn)換電路，所述的小信號(hào)燈通過所述的采樣電阻、電流放大電路和整流電路與所述的AD轉(zhuǎn)換電路相連接，所述的電流放大電路包括依次連接于所述的采樣電阻和整流電路之間的電容濾波器、二級(jí)運(yùn)算放大器和限幅二極管。采用該種結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，解決了目前信號(hào)機(jī)中燈電流檢測(cè)不穩(wěn)的問題，使之能準(zhǔn)確反應(yīng)當(dāng)前信號(hào)燈的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)燈電流的順利讀取，讀出的值比以往有很大的改觀，基本上可以判斷信號(hào)燈回路的好壞，兼容多種不同功率的信號(hào)燈，拓寬了信號(hào)機(jī)接入信號(hào)燈的使用范圍，適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能交通領(lǐng)域，尤其涉及交通信號(hào)燈對(duì)于信號(hào)燈電流檢測(cè)領(lǐng)域，具體是指一種實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保障智能交通信號(hào)機(jī)的可靠運(yùn)行，常要對(duì)信號(hào)燈的燈電壓、燈電流進(jìn)行檢測(cè)。目前，燈電壓檢測(cè)相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)燈電壓進(jìn)行采樣、整流、光耦隔離就可轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)
字信號(hào)。
[0003]目前，LED信號(hào)燈逐步替代原白熾燈、低壓鹵鎢燈，LED信號(hào)燈工作功率低，工作電流小，對(duì)于檢測(cè)其交流小信號(hào)難度變大。燈電流由于信號(hào)燈本身功率就小，電流大小只有HlA級(jí)別，很容易受到噪聲的干擾而造成檢測(cè)誤差，甚至根本檢測(cè)不到信號(hào)。同時(shí)考慮到一塊板卡上體積有限，并有多路燈控，不能將每路的燈電流檢測(cè)電路做得太大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)燈電流的順利讀取、兼容多種不同功率的信號(hào)燈、拓寬了信號(hào)機(jī)接入信號(hào)燈的使用范圍、適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)具有如下構(gòu)成:
[0006]該實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是，所述的電路結(jié)構(gòu)包括采樣電阻、電流放大電路、整流電路和AD轉(zhuǎn)換電路，所述的小信號(hào)燈通過所述的采樣電阻、電流放大電路和整流電路與所述的AD轉(zhuǎn)換電路相連接。
[0007]較佳地，所述的電流放大電路包括二級(jí)運(yùn)算放大器，所述的二級(jí)運(yùn)算放大器連接于所述的采樣電阻和整流電路之間。
[0008]更佳地，所述的電流放大電路還包括電容濾波器，所述的電容濾波器連接于所述的采樣電阻和二級(jí)運(yùn)算放大器之間。
[0009]更佳地，所述的電流放大電路還包括限幅二極管，所述的限幅二極管連接于所述的二級(jí)運(yùn)算放大器與整流電路之間。
[0010]較佳地，所述的采樣電阻為電阻值為I歐姆的精密電阻。
[0011 ] 較佳地，所述的電路結(jié)構(gòu)還包括PZ波生成電路，所述的PZ波生成電路連接于所述的整流電路與AD轉(zhuǎn)換電路之間。
[0012]較佳地，所述的電路結(jié)構(gòu)還包括主控單元，所述的主控單元的輸入端與所述的AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連接，所述的主控單元的輸出端與所述的AD轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)輸入端相連接。
[0013]更佳地，所述的電路結(jié)構(gòu)還包括采樣單片機(jī)和通道控制單元，所述的采樣單片機(jī)的輸入端分別與所述的電流放大電路的輸出端和主控機(jī)的輸出端相連接，所述的采樣單片機(jī)的輸出端分別與所述的主控機(jī)的輸入端和通道控制單元的第一輸入端相連接，所述的通道控制單元的第二輸入端與所述的采樣電阻相連接，所述的通道控制單元的第三輸入端與所述的主控單元的輸出端相連接。
[0014]采用了該實(shí)用新型中的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，解決了目前信號(hào)機(jī)中燈電流檢測(cè)不穩(wěn)的問題，使之能準(zhǔn)確反應(yīng)當(dāng)前信號(hào)燈的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)燈電流的順利讀取，讀出的值比以往有很大的改觀，基本上可以判斷信號(hào)燈回路的好壞，兼容多種不同功率的信號(hào)燈，拓寬了信號(hào)機(jī)接入信號(hào)燈的使用范圍，適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的電流放大電路和限幅二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的PZ波生成電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了能夠更清楚地描述本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0019]信號(hào)燈的燈電流檢測(cè)需要同時(shí)協(xié)調(diào)信號(hào)的采樣、放大、保持與及時(shí)讀取，同時(shí)得排除白噪聲的影響。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)包括依次連接的采樣電阻、電流放大電路、整流電路、AD轉(zhuǎn)換電路和主控單元。
[0021]1、采樣電阻的選擇:交流電流的采集一般用交流互感器來放大，但是考慮到板子空間局限，還是采樣電阻采樣，然后經(jīng)運(yùn)放放大。由于被檢測(cè)電流有一個(gè)跨度范圍，所以合理選擇采樣電阻值得結(jié)合實(shí)際信號(hào)燈的運(yùn)用進(jìn)行選擇，這里選擇I歐姆的精密電阻。
[0022]2、信號(hào)放大:由于燈電流信號(hào)很小，不能直接進(jìn)AD轉(zhuǎn)換，必須經(jīng)過放大處理。如圖2所示，在這里經(jīng)過兩級(jí)運(yùn)放，在最后并將放大的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)。在信號(hào)比較放大之前，先經(jīng)電容濾波器進(jìn)行濾波；在輸出端，用限幅二極管做保護(hù)，防止放大信號(hào)幅度過大，影響后級(jí)電路的正常工作。
[0023]3、信號(hào)保持與PZ狀態(tài):在以往的設(shè)計(jì)中，整流后的信號(hào)直接由主控器根據(jù)PZ狀態(tài)來控制信號(hào)進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換芯片，由于存在延時(shí)和交流電本身頻率不穩(wěn)定，信號(hào)RIDI是時(shí)刻變化的，所以進(jìn)入AD的值往往會(huì)存在偏差，有時(shí)甚至根本讀不到。此實(shí)用新型設(shè)計(jì)中，將電流信號(hào)RIDI進(jìn)行保持，更趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，減弱與PZ狀態(tài)的時(shí)間緊密程度。PZ狀態(tài)由24VAC產(chǎn)生，此24VAC由線性隔離變壓器產(chǎn)生。P態(tài)波跟Z態(tài)波的相位相差90°，通過它們的狀態(tài)來判斷讀取燈電流信號(hào)的時(shí)間。PZ狀態(tài)波產(chǎn)生電路如圖3所示。
[0024]4、AD轉(zhuǎn)換:智能交通信號(hào)機(jī)主控單元根據(jù)PZ狀態(tài)來讀取燈電流信號(hào)，通過打開相應(yīng)通道的模擬開關(guān)，將相應(yīng)信號(hào)送入AD轉(zhuǎn)換芯片，并通過總線及時(shí)讀取量化信號(hào)，進(jìn)行存儲(chǔ)計(jì)算，還原真實(shí)燈電流信號(hào)的大小。由于在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，一個(gè)板卡有12路燈控信號(hào)，由于存在電流信號(hào)保持功能，為了避免彼此通道的殘留信號(hào)影響，在取數(shù)據(jù)時(shí)，需在關(guān)閉通道跟打開通道之間設(shè)置一個(gè)合理的時(shí)間間隔。
[0025]5、燈電流信號(hào)還原:此實(shí)用新型設(shè)計(jì)為保障上述燈電流讀取方案的可靠性，另外設(shè)計(jì)了專門讀取燈電流信號(hào)的采樣單片機(jī)。此采樣單片機(jī)負(fù)責(zé)讀取整流前的交流電流信號(hào)，直接送入采樣單片機(jī)的模擬通道，在內(nèi)部完成量化。采樣單片機(jī)時(shí)時(shí)讀取電流信號(hào)，保存相應(yīng)的有效值，并可繪制信號(hào)曲線圖，在顯示器上顯示出來。在采樣單片機(jī)跟主控中心通過串口通訊，采樣單片機(jī)根據(jù)接收到的指令上傳相應(yīng)通道的燈電流信號(hào)給主控機(jī)，主控機(jī)將采樣單片機(jī)上傳的信息與自身讀到的值進(jìn)行比較，從而得出可靠的數(shù)據(jù)，做出相應(yīng)的判斷。
[0026]本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案中，其中所包括的各個(gè)功能模塊和電路裝置均能夠?qū)?yīng)于實(shí)際的具體硬件電路結(jié)構(gòu)，因此這些電路和單元僅利用硬件電路結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)，不需要輔助以特定的控制軟件即可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。
[0027]采用了該實(shí)用新型中的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，解決了目前信號(hào)機(jī)中燈電流檢測(cè)不穩(wěn)的問題，使之能準(zhǔn)確反應(yīng)當(dāng)前信號(hào)燈的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)燈電流的順利讀取，讀出的值比以往有很大的改觀，基本上可以判斷信號(hào)燈回路的好壞，兼容多種不同功率的信號(hào)燈，拓寬了信號(hào)機(jī)接入信號(hào)燈的使用范圍，適用于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0028]在此說明書中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)包括采樣電阻、電流放大電路、整流電路和AD轉(zhuǎn)換電路，所述的小信號(hào)燈通過所述的采樣電阻、電流放大電路和整流電路與所述的AD轉(zhuǎn)換電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電流放大電路包括二級(jí)運(yùn)算放大器，所述的二級(jí)運(yùn)算放大器連接于所述的采樣電阻和整流電路之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電流放大電路還包括電容濾波器，所述的電容濾波器連接于所述的采樣電阻和二級(jí)運(yùn)算放大器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電流放大電路還包括限幅二極管，所述的限幅二極管連接于所述的二級(jí)運(yùn)算放大器與整流電路之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的采樣電阻為電阻值為I歐姆的精密電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)還包括PZ波生成電路，所述的PZ波生成電路連接于所述的整流電路與AD轉(zhuǎn)換電路之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)還包括主控單元，所述的主控單元的輸入端與所述的AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連接，所述的主控單元的輸出端與所述的AD轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)輸入端相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)小信號(hào)燈電流檢測(cè)的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)還包括采樣單片機(jī)和通道控制單元，所述的采樣單片機(jī)的輸入端分別與所述的電流放大電路的輸出端和主控機(jī)的輸出端相連接，所述的采樣單片機(jī)的輸出端分別與所述的主控機(jī)的輸入端和通道控制單元的第一輸入端相連接，所述的通道控制單元的第二輸入端與所述的采樣電阻相連接，所述的通道控制單元的第三輸入端與所述的主控單元的輸出端相連接。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK203587677SQ201320746422
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】吳春江, 王海恩 申請(qǐng)人:上海寶康電子控制工程有限公司