CN101188047A - 多通道差动信号监测电路 - Google Patents

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CN101188047A CNA2006101569034A CN200610156903A CN101188047A CN 101188047 A CN101188047 A CN 101188047A CN A2006101569034 A CNA2006101569034 A CN A2006101569034A CN 200610156903 A CN200610156903 A CN 200610156903A CN 101188047 A CN101188047 A CN 101188047A
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郭恒祯
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

一种多通道差动信号监测电路，其包括若干用于采集电参数信号的差动信号传感器、一用于接收所述电参数信号的量测芯片、一用于对所述电参数信号进行数据处理的微控制器及一多路复用器，所述差动信号传感器的输出端连接至所述多路复用器的输入端，所述多路复用器的输出端通过所述量测芯片与所述微控制器相连，所述多路复用器的选通端连接至所述微控制器，所述微控制器通过所述多路复用器来控制所述差动信号传感器的选通，以使需要的差动信号传感器与所述量测芯片之间进行通信。所述多通道差动信号监测电路仅使用一个量测芯片就可以满足监测多组差动信号传感器，故降低了设计成本，简化了设计复杂度，同时也节省了电路板的空间。

Description

多通道差动信号监测电路
技术领域
本发明涉及一种信号监测电路，特别涉及一种针对差动信号的监测电路。
背景技术
在电力控制***中，经常用到电压传感器及电流传感器，如比压器(Potential Transformer，PT)及比流器(Current Transformer，CT)，它们一般将所感应的电压、电流信号转化成一组差动信号后传给量测芯片(Meter IC)，所述量测芯片则通过所述电压传感器及电流传感器监测所述电力***的电压、电流、功率、频率及相位等电参数信号，并经由数据总线传送至微控制器(Micro Control Unit，MCU)进行预先设定的数据处理。
请参考图1，是一种现有的差动信号监测电路，其包括四个差动信号传感器50，用于采集电路***中的电参数信号并对应产生一组差动信号；四个量测芯片60，每个量测芯片60对应连接一个差动信号传感器50的差动信号输出端，并接收所述差动信号传感器50发出的差动信号；及一个微控制器70，所述量测芯片60与所述微控制器70相连，所述量测芯片60将接收到的差动信号数据经由数据总线传送至所述微控制器70后进行相关程序所设定的数据处理，进而完成监测任务。
但是，当电力***对电路***中的电参数信号的监测需求增多时，则要使用的差动信号传感器必会随之增多，所述差动信号监测电路所使用的量测芯片的数量也随着使用的差动信号传感器的数量的增加而增加，这不仅增加了设计成本，也在一定程度上增加了电路布线的复杂度，浪费了电路板的使用空间。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种多通道差动信号监测电路，其仅使用一个量测芯片就可以满足监测多组电参数差动信号的需求。
一种多通道差动信号监测电路，其包括若干用于采集电参数信号的差动信号传感器、一用于接收所述电参数信号的量测芯片、一用于对所述电参数信号进行数据处理的微控制器及一多路复用器，所述差动信号传感器的输出端连接至所述多路复用器的输入端，所述多路复用器的输出端通过所述量测芯片与所述微控制器相连，所述多路复用器的选通端连接至所述微控制器，所述微控制器通过所述多路复用器来控制所述差动信号传感器的选通，以使需要的差动信号传感器与所述量测芯片之间进行通信。
相较于现有技术，在所述差动信号传感器与所述量测芯片之间连接所述多路复用器，利用所述多路复用器的多通道选通功能，可使所述微控制器根据需要选择监测到的差动信号与所述量测芯片进行通信，从而节省了使用量测芯片的数量，降低了设计成本，也在一定程度上简化了设计复杂度，节省了电路板的空间。
附图说明
下面参考附图结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
图1为现有的一种差动信号监测电路的原理框图。
图2为本发明多通道差动信号监测电路的较佳实施方式的原理框图。
具体实施方式
请参考图2，本发明多通道差动信号监测电路用于监测一电力***中的电参数信号，其较佳实施方式包括四个差动信号传感器10(如比压器或比流器)、一个量测芯片20、一个微控制器30及一个多路复用器40。所述差动信号传感器10的数量可根据实际需要改变，本实施方式中的多路复用器40为由飞利浦(PHILIPS)公司生产的一个具两组四路模拟开关的多路复用器(Dual 4-channel analog multiplexer)，其型号为74HCT4052。
所述差动信号传感器10用于采集所述电力***中相关的电参数信号(未示出差动信号传感器10与电力***监测点之间的连接关系)，每个差动信号传感器10将采集到的电参数信号对应产生一组差动信号，所述每组差动信号分别通过数据线传送到所述多路复用器40的一路模拟开关的输入端(1X、1Y；2X、2Y；3X、3Y；4X、4Y)。所述多路复用器40的输出端(X、Y)与所述量测芯片20的输入端相连，所述量测芯片20的输出端通过数据总线与所述微控制器30相连，所述量测芯片20将接收到的差动信号数据经由数据总线传送至所述微控制器30后进行相关程序所设定的数据处理，进而完成监测任务。
所述多路复用器40包括两个数据选通端S0、S1，所述微控制器30与所述数据选通端S0、S1相连，本实施方式中，所述微控制器30中与所述数据选通端S0、S1相连的引脚为两个GPIO(General PurposeInput/0utput，通用输入输出)引脚。所应用的GPIO引脚的数量可根据实际使用的差动信号传感器10的数量来确定，设所述差动信号传感器10的数量为m，所述的GPIO引脚的数量为n，则m、n满足如下关系式：
2n-1＜m≤2n(m≥2)
由于本实施方式中所述差动信号传感器10的数量为四个，故所述微控制器30利用的GPIO引脚仅为两个即可(图中用A、B表示)，其真值表如下：
上表中的四组电位信号各代表一个选通信号并分别用来控制所述多路复用器40选通对应的差动信号传感器10与所述量测芯片20之间进行通信。所述多路复用器40的输入端引脚与所述微控制器30的GPIO引脚(A、B)的具体通道选通对照表如下：
  X/Y   A   B
  1X/1Y   0   0
  2X/2Y   0   1
  3X/3Y   1   0
  4X/4Y   1   1
工作时，当所述量测芯片20需要监测某个差动信号传感器10时，所述微控制器30通过所述GPIO引脚(A、B)发出与上述差动信号传感器10对应的选通信号给所述多路复用器40，这时所述多路复用器40将控制被选通的差动信号传感器10产生的差动信号与所述量测芯片20之间进行通信，而其它差动信号传感器10将不会与所述量测芯片20之间进行通信。同理，当所述量测芯片20需要监测其它某个差动信号传感器10时，只要通过所述微控制器30的GPIO引脚(A、B)发出与其对应的选通信号给所述多路复用器40即可。
由于所述多通道差动信号监测电路利用了所述多路复用器40的选通功能，仅需要使用一个量测芯片20及较少的GPIO引脚就可以实现对多个差动信号传感器10的监测，节省了使用量测芯片20的数量的同时，也在一定程度上简化了设计复杂度，并节省了电路板的空间，进而降低了设计成本。

Claims (5)

1.一种多通道差动信号监测电路，其包括若干用于采集电参数信号的差动信号传感器、一用于接收所述电参数信号的量测芯片及一用于对所述电参数信号进行数据处理的微控制器，其特征在于：所述多通道差动信号监测电路还包括一多路复用器，所述差动信号传感器的输出端连接至所述多路复用器的输入端，所述多路复用器的输出端通过所述量测芯片与所述微控制器相连，所述多路复用器的选通端连接至所述微控制器，所述微控制器通过所述多路复用器来控制所述差动信号传感器的选通，以使需要的差动信号传感器与所述量测芯片之间进行通信。
2.如权利要求1所述的多通道差动信号监测电路，其特征在于：所述多路复用器为一个具两组四路模拟开关的多路复用器。
3.如权利要求1所述的多通道差动信号监测电路，其特征在于：所述差动信号传感器为比压器或比流器。
4.如权利要求1所述的多通道差动信号监测电路，其特征在于：所述微控制器中与所述多路复用器数据选通端相连的引脚为通用输入输出引脚。
5.如权利要求4所述的多通道差动信号监测电路，其特征在于：所述差动信号传感器的数量m与所述通用输入输出引脚的数量n满足关系式：2n-1＜m≤2n，其中，m≥2。
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