本發(fā)明涉及電子，尤其是涉及一種基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路。

背景技術(shù)：

1、在工控設(shè)備中，一般會使用模擬量信號作為設(shè)備的輸入，用于支撐相關(guān)狀態(tài)、控制信號的傳遞，對于系統(tǒng)正常運行起到至關(guān)重要的作用，而模擬量信號一般使用模擬量輸入板卡進行采集與轉(zhuǎn)換。

2、由于工控設(shè)備在應(yīng)用場景中時常會有振動和沖擊等情況出現(xiàn),這可能導(dǎo)致設(shè)備外部接線出現(xiàn)松動接觸不良或脫落等情況，因此工控設(shè)備在斷線情況下很容易受現(xiàn)場干擾而采集到跳變的異常值，從而影響整體采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

3、且傳統(tǒng)模擬量采集一般直接采用ad采樣電路實現(xiàn)，但是該采樣電路只是處理了采集的模擬量信號，對于工控設(shè)備是否出現(xiàn)斷線的情況，無法做出有效判斷，因此不能避免采集到跳變的異常值；

4、因而，我們提出一種檢測結(jié)果準(zhǔn)確，且同時能夠識別斷線情況的電路。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，包括信號接收單元、斷線檢測單元、電壓比較單元、ad采集單元、基準(zhǔn)隔離電源和控制單元；

4、所述信號接收單元的第一回路輸入引腳與斷線檢測單元電連接，信號接收單元的第一回路輸出引腳與電壓比較單元電連接；所述信號接收單元的第二回路輸入引腳與外部輸入接線電連接，信號接收單元的第二回路輸出引腳與ad采集單元電連接；

5、所述斷線檢測單元的信號輸入引腳與外部輸入接線電連接，斷線檢測單元的電源輸入引腳與基準(zhǔn)隔離電源電連接；

6、所述電壓比較單元通過數(shù)字隔離單元與控制單元電連接；

7、所述ad采集單元通過通信隔離單元與控制單元電連接。

8、優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)隔離電源用于接收外部電源，并產(chǎn)生±12vviso電源，其中+12vviso電壓作為斷線檢測單元工作的正電壓，-12vviso電壓作為斷線檢測單元的基準(zhǔn)檢測電壓。

9、優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)隔離電源包括隔離芯片、濾波回路和穩(wěn)壓回路，所述濾波回路用于濾除外部電源的噪聲；

10、所述隔離芯片用于將濾波后的電源轉(zhuǎn)化為±12vviso電源；

11、所述穩(wěn)壓回路用于穩(wěn)定+12vviso電源和-12vviso基準(zhǔn)電源，然后輸出至斷線檢測單元。

12、優(yōu)選的，所述濾波回路包括濾波電感l(wèi)1、濾波電容c1和濾波電容c2，其中外部電源的+24vdc通過濾波電感l(wèi)1與隔離芯片電連接，濾波電感l(wèi)1的兩端分別并聯(lián)設(shè)有濾波電容c1和濾波電容c2，且濾波電容c1和濾波電容c2均接地。

13、優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓回路包括穩(wěn)壓電感l(wèi)1、穩(wěn)壓電容c1、穩(wěn)壓電感l(wèi)2和穩(wěn)壓電容c2，其中穩(wěn)壓電感l(wèi)1分別與隔離芯片和+12vviso電源電連接，穩(wěn)壓電感l(wèi)1與+12vviso電源之間并聯(lián)有穩(wěn)壓電容c1；所述穩(wěn)壓電感l(wèi)2分別與隔離芯片和-12vviso基準(zhǔn)電源電連接，穩(wěn)壓電感l(wèi)2與-12vviso基準(zhǔn)電源之間并聯(lián)有穩(wěn)壓電容c2；所述穩(wěn)壓電容c1和穩(wěn)壓電容c2均接地。

14、優(yōu)選的，所述斷線檢測單元包括上拉電阻r6、電阻r7、電壓比較器u2b和等效電阻r8，其中電阻r7的兩端分別與外部輸入接線的電壓信號，以及電壓比較器u2b的同相輸入引腳電連接，且電阻r7與外部輸入接線的電壓信號之間并聯(lián)有上拉電阻r6，上拉電阻r6與-12vviso基準(zhǔn)電源電連接；

15、所述電壓比較器u2b的輸出引腳與信號接收單元的第一回路輸入引腳電連接，電壓比較器u2b的反相輸入引腳通過等效電阻r8與電壓比較器u2b的輸出引腳電連接。

16、優(yōu)選的，所述電阻r7與外部輸入接線的電壓信號之間并聯(lián)有保護二極管d1，保護二極管d1接地。

17、優(yōu)選的，所述電壓比較單元包括分壓電阻r1、分壓電阻r2和電壓比較器u1b，其中電壓比較器u1b的同相輸入端與信號接收單元的第一回路輸出引腳電連接，電壓比較器u1b的反相輸入端分別與分壓電阻r1和分壓電阻r2電連接，其中分壓電阻r1接地，分壓電阻r2與-12vviso基準(zhǔn)電源電連接；

18、所述電壓比較器u1b的輸出引腳與數(shù)字隔離單元電連接。

19、優(yōu)選的，所述電壓比較器u1b的輸出引腳與數(shù)字隔離單元之間并聯(lián)有分壓電阻r4，且串聯(lián)有分壓電阻r5，分壓電阻r4與外部+5vviso電源電連接。

20、優(yōu)選的，所述電壓比較器u1b的輸出引腳與數(shù)字隔離單元之間并聯(lián)有二極管d2，且二極管d2接地。

21、由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：

22、本發(fā)明公開的一種基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，通過信號接收單元能夠?qū)崿F(xiàn)斷線檢測與信號采集并行，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)不丟包，保障檢測結(jié)果準(zhǔn)確；

23、另外，通過數(shù)字隔離單元和通信隔離單元，能夠?qū)崿F(xiàn)斷線檢測結(jié)果和信號采集結(jié)果之間的隔離，保證控制單元接收的斷線檢測信號和采集信號是相互獨立的，避免信號之間的干擾；

24、此外，電壓比較單元和斷線檢測單元的配合，能夠?qū)崿F(xiàn)對斷線情況進行實時檢測，進一步確保斷線檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：包括信號接收單元(1)、斷線檢測單元(2)、電壓比較單元(3)、ad采集單元(4)、基準(zhǔn)隔離電源(5)和控制單元(8)；

2.如權(quán)利要求1所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述基準(zhǔn)隔離電源(5)用于接收外部電源，并產(chǎn)生±12vviso電源，其中+12vviso電壓作為斷線檢測單元(2)工作的正電壓，-12vviso電壓作為斷線檢測單元(2)的基準(zhǔn)檢測電壓。

3.如權(quán)利要求1所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述基準(zhǔn)隔離電源(5)包括隔離芯片、濾波回路和穩(wěn)壓回路，所述濾波回路用于濾除外部電源的噪聲；

4.如權(quán)利要求3所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述濾波回路包括濾波電感l(wèi)1、濾波電容c1和濾波電容c2，其中外部電源的+24vdc通過濾波電感l(wèi)1與隔離芯片電連接，濾波電感l(wèi)1的兩端分別并聯(lián)設(shè)有濾波電容c1和濾波電容c2，且濾波電容c1和濾波電容c2均接地。

5.如權(quán)利要求3所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述穩(wěn)壓回路包括穩(wěn)壓電感l(wèi)1、穩(wěn)壓電容c1、穩(wěn)壓電感l(wèi)2和穩(wěn)壓電容c2，其中穩(wěn)壓電感l(wèi)1分別與隔離芯片和+12vviso電源電連接，穩(wěn)壓電感l(wèi)1與+12vviso電源之間并聯(lián)有穩(wěn)壓電容c1；所述穩(wěn)壓電感l(wèi)2分別與隔離芯片和-12vviso基準(zhǔn)電源電連接，穩(wěn)壓電感l(wèi)2與-12vviso基準(zhǔn)電源之間并聯(lián)有穩(wěn)壓電容c2；所述穩(wěn)壓電容c1和穩(wěn)壓電容c2均接地。

6.如權(quán)利要求1所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述斷線檢測單元(2)包括上拉電阻r6、電阻r7、電壓比較器u2b和等效電阻r8，其中電阻r7的兩端分別與外部輸入接線(9)的電壓信號，以及電壓比較器u2b的同相輸入引腳電連接，且電阻r7與外部輸入接線(9)的電壓信號之間并聯(lián)有上拉電阻r6，上拉電阻r6與-12vviso基準(zhǔn)電源電連接；

7.如權(quán)利要求6所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述電阻r7與外部輸入接線(9)的電壓信號之間并聯(lián)有保護二極管d1，保護二極管d1接地。

8.如權(quán)利要求1所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述電壓比較單元(3)包括分壓電阻r1、分壓電阻r2和電壓比較器u1b，其中電壓比較器u1b的同相輸入端與信號接收單元(1)的第一回路輸出引腳電連接，電壓比較器u1b的反相輸入端分別與分壓電阻r1和分壓電阻r2電連接，其中分壓電阻r1接地，分壓電阻r2與-12vviso基準(zhǔn)電源電連接；

9.如權(quán)利要求8所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述電壓比較器u1b的輸出引腳與數(shù)字隔離單元(6)之間并聯(lián)有分壓電阻r4，且串聯(lián)有分壓電阻r5，分壓電阻r4與外部+5vviso電源電連接。

10.如權(quán)利要求8所述的基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，其特征是：所述電壓比較器u1b的輸出引腳與數(shù)字隔離單元(6)之間并聯(lián)有二極管d2，且二極管d2接地。

技術(shù)總結(jié)
一種基于模擬量輸入信號的斷線檢測電路，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，包括信號接收單元、斷線檢測單元、電壓比較單元、AD采集單元、基準(zhǔn)隔離電源和控制單元；信號接收單元的第一回路輸入引腳與斷線檢測單元電連接，信號接收單元的第一回路輸出引腳與電壓比較單元電連接；信號接收單元的第二回路輸入引腳與外部輸入接線電連接，信號接收單元的第二回路輸出引腳與AD采集單元電連接；斷線檢測單元的信號輸入引腳與外部輸入接線電連接，斷線檢測單元的電源輸入引腳與基準(zhǔn)隔離電源電連接；電壓比較單元通過數(shù)字隔離單元與控制單元電連接；AD采集單元通過通信隔離單元與控制單元電連接；該電路具有檢測結(jié)果準(zhǔn)確，且同時能夠識別斷線情況的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：張洧川,趙輝,袁浩博,何小鵬,秦帆,向令,唐昊德,李璐,吳志強,何正熙,彭航,李鋒,曹銳,朱加良,崔懷明
受保護的技術(shù)使用者：中國核動力研究設(shè)計院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6