CN111812387B - 正负电压采样分路电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种正负电压采样分路电路，包括：双向霍尔传感器采集电路、正向电压采样电路和负向电压采样电路；所述双向霍尔传感器采集电路的输出端与所述正向电压采样电路连接，所述正向电压采样电路将所述双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的正向电压进行采样处理；所述双向霍尔传感器采集电路的输出端与所述负向电压采样电路连接，所述负向电压采样电路将所述双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的负向电压进行采样处理。根据本发明的正负电压采样分路电路，电路结构简单，可同时实现正向电压和负向电压的采样，且采样时间短，效率高，而且正负电压信号之间不会互相掺杂干扰，不会产生毛刺。

Description

正负电压采样分路电路
技术领域
本发明涉及电学领域，尤其涉及一种正负电压采样分路电路。
背景技术
在当前的电路采集***中，需要采集各种传感器类的输出电压，作为控制或者状态判断的信号量。现有的正负电压采样电路的电路结构复杂，组件繁多，而且往往不能对各种传感器类的输出电压进行精准可靠地采样，正负电压采样的时间长、采集效率低、而且采样信号中掺杂有毛刺和干扰。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术中的问题，提供一种正负电压采样分路电路。
为实现上述目的，本发明提供一种正负电压采样分路电路，包括：双向霍尔传感器采集电路、正向电压采样电路和负向电压采样电路；
所述双向霍尔传感器采集电路的输出端与所述正向电压采样电路连接，所述正向电压采样电路将所述双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的正向电压进行采样处理；
所述双向霍尔传感器采集电路的输出端与所述负向电压采样电路连接，所述负向电压采样电路将所述双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的负向电压进行采样处理。
根据本发明的一个方面，所述正向电压采样电路由第一二极管D1、第一正向输入电阻R1、第一反向输入电阻R2、分压电阻R3、第一负反馈电阻R4、第一滤波电容C1、第一反馈电容C2、第一输出电阻R5、第一输出分压电阻R6和第一运算放大器U1组成。
根据本发明的一个方面，所述第一二极管D1的正极与地线连接，其负极与所述双向霍尔传感器输出端连接；
所述第一正向输入电阻R1一端与所述双向霍尔传感器输出端连接，另一端与所述第一运算放大器U1的正输入端连接；
所述分压电阻R3一端与所述第一运算放大器U1的正输入端连接，另一端与地线连接；
所述第一反向输入电阻R2一端与地线连接，另一端与所述第一运算放大器U1的负输入端连接；
所述第一负反馈电阻R4一端与所述第一运算放大器U1的负输入端连接，另一端与所述第一运算放大器U1的输出端连接；
所述第一反馈电容C2与所述第一负反馈电阻R4并联；
所述第一输出电阻R5一端与所述第一运算放大器U1的输出端连接，另一端与所述第一输出分压电阻R6连接；
所述第一输出分压电阻R6一端与所述第一输出电阻R5相连，另一端与地线连接；
所述第一滤波电容C1与所述第一输出分压电阻R6并联；
所述第一运算放大器U1各引脚分别与所述第一二极管D1、所述第一正向输入电阻R1、所述第一反向输入电阻R2、所述分压电阻R3、所述第一负反馈电阻R4、所述第一滤波电容C1、所述第一反馈电容C2、所述第一输出电阻R5和所述第一输出分压电阻R6连接。
根据本发明的一个方面，所述负向电压采样电路由第二二极管D2、第二正向输入电阻R7、第二反向输入电阻R8、第二负反馈电阻R9、第二滤波电容C3、第二反馈电容C4、第二输出电阻R10、第二输出分压电阻R11以及第二运算放大器U2组成。
根据本发明的一个方面，所述第二正向输入电阻R7一端与地线连接，另一端与所述第二运算放大器U2的正输入端连接；
所述第二反向输入电阻R8一端与所述双向霍尔传感器输出端连接，另一端与所述第二运算放大器U2的负输入端连接；
所述第二二极管D2的正极与所述第二负反馈电阻R9一端连接，其负极与所述第二运算放大器U2的负输入端连接；
所述第二负反馈电阻R9一端与所述第二二极管D2的正极连接，另一端与所述第二运算放大器U2的输出端连接；
所述第二反馈电容C4一端与所述第二二极管D2的负极连接，另一端与所述第二运算放大器U2的输出端连接；
所述第二输出电阻R10一端与所述第二运算放大器U2的输出端连接，另一端与所述第二输出分压电阻R11连接；
所述第二输出分压电阻R11一端与所述第二输出电阻R10相连，另一端与地线连接；
所述第二反馈电容C4与所述第二输出分压电阻R11并联；
所述第二运算放大器U2各引脚分别与所述第二二极管D2、所述第二正向输入电阻R7、所述第二反向输入电阻R8、所述第二负反馈电阻R9、所述第二滤波电容C3、所述第二反馈电容C4、所述第二输出电阻R10和所述第二输出分压电阻R11连接。
根据本发明的一个方面，所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为正负电压信号值，并且输出电压信号为-5V~+5V信号值；
所述正向电压采样电路和所述负向电压采样电路输出电压信号均为0~5V信号值。
根据本发明的一个方面，所述正向电压采样电路输入阻抗为高阻态；
所述负向电压采样电路输入阻抗为高阻态。
根据本发明的一个方面，当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为0~+5V信号时，所述正向电压采样电路输出电压信号为0~+5V信号；
当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为-5V~0信号时，所述正向电压采样电路输出电压信号为0V信号。
根据本发明的一个方面，当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为-5V~0信号时，所述负向电压采样电路输出电压信号为0~+5V信号；
当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为0~+5V信号时，所述负向电压采样电路输出电压信号为0V信号。
根据本发明的一个方案，因为双向霍尔传感器的设置，使得采集电路的电路结构简单，可以同时实现正向电压和负向电压的采样，且采样时间短，效率高。
根据本发明的一个方案，正向电压采样电路和负向电压采样电路的电路结构设置简单，通过简单的电路结构布置能够实现正向和负向两路电压信号的采样，两路信号不会发生相互干扰，各路信号中不会产生毛刺。而且因为采用双向霍尔传感器分别连接正向和负向采样电路，使得采用单独的一个双向传感器器件就可以实现双向电压信号的采集，实现了采用极简的电路组件结构即可实现现有技术中利用复杂繁多的组件结构才能获取的双向电压信号采集的功能，如此一来，进一步地提高了采样的效率，减少了采样的时间，并且能够精准无误地采集相应的电压信号，这样对于传感器的控制或者状态判断的信号而言精准无误，信号采集精度极高。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的正负电压采样分路电路结构图；
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的双向霍尔传感器采集电路、正向电压采样电路和负向电压采样电路输出特性图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的正负电压采样分路电路结构图。如图1所示，在本实施方式中，根据本发明的正负电压采样分路电路，包括：双向霍尔传感器采集电路1、正向电压采样电路2和负向电压采样电路3。
如图1所示，在本实施方式中，双向霍尔传感器采集电路的输出端与正向电压采样电路连接，正向电压采样电路将双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的正向电压进行采样处理。双向霍尔传感器采集电路的输出端与负向电压采样电路连接，负向电压采样电路将双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的负向电压进行采样处理。
根据本发明的上述设置，因为双向霍尔传感器的设置，使得采集电路的电路结构简单，可以同时实现正向电压和负向电压的采样，且采样时间短，效率高，而且双向霍尔传感器采集电路传递的正向和负向电压可以分别被正向电压采样电路和负向电压采样电路采样，正负电压信号之间不会互相掺杂干扰，不会产生毛刺。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，正向电压采样电路由第一二极管D1、第一正向输入电阻R1、第一反向输入电阻R2、分压电阻R3、第一负反馈电阻R4、第一滤波电容C1、第一反馈电容C2、第一输出电阻R5、第一输出分压电阻R6和第一运算放大器U1组成。
在本实施方式中，第一二极管D1的正极与地线连接，其负极与双向霍尔传感器输出端连接；
第一正向输入电阻R1一端与双向霍尔传感器输出端连接，另一端与第一运算放大器U1的正输入端连接；
分压电阻R3一端与第一运算放大器U1的正输入端连接，另一端与地线连接；
第一反向输入电阻R2一端与地线连接，另一端与第一运算放大器U1的负输入端连接；
第一负反馈电阻R4一端与第一运算放大器U1的负输入端连接，另一端与第一运算放大器U1的输出端连接；
第一反馈电容C2与第一负反馈电阻R4并联；
第一输出电阻R5一端与第一运算放大器U1的输出端连接，另一端与第一输出分压电阻R6连接；
第一输出分压电阻R6一端与第一输出电阻R5相连，另一端与地线连接；
第一滤波电容C1与第一输出分压电阻R6并联；
第一运算放大器U1各引脚分别与第一二极管D1、第一正向输入电阻R1、第一反向输入电阻R2、分压电阻R3、第一负反馈电阻R4、第一滤波电容C1、第一反馈电容C2、第一输出电阻R5和第一输出分压电阻R6连接。
在本实施方式中，第一反馈电容C2具有高频滤波的作用，第一输出分压电阻R6对输出电压进行按比例分压以及泄放输出第一滤波电容C1的能量。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，负向电压采样电路由第二二极管D2、第二正向输入电阻R7、第二反向输入电阻R8、第二负反馈电阻R9、第二滤波电容C3、第二反馈电容C4、第二输出电阻R10、第二输出分压电阻R11以及第二运算放大器U2组成。
在本实施方式中，第二正向输入电阻R7一端与地线连接，另一端与第二运算放大器U2的正输入端连接；
第二反向输入电阻R8一端与双向霍尔传感器输出端连接，另一端与第二运算放大器U2的负输入端连接；
第二二极管D2的正极与第二负反馈电阻R9一端连接，其负极与第二运算放大器U2的负输入端连接；
第二负反馈电阻R9一端与第二二极管D2的正极连接，另一端与第二运算放大器U2的输出端连接；
第二反馈电容C4一端与第二二极管D2的负极连接，另一端与第二运算放大器U2的输出端连接；
第二输出电阻R10一端与第二运算放大器U2的输出端连接，另一端与第二输出分压电阻R11连接；
第二输出分压电阻R11一端与第二输出电阻R10相连，另一端与地线连接；
第二反馈电容C4与第二输出分压电阻R11并联；
第二运算放大器U2各引脚分别与第二二极管D2、第二正向输入电阻R7、第二反向输入电阻R8、第二负反馈电阻R9、第二滤波电容C3、第二反馈电容C4、第二输出电阻R10和第二输出分压电阻R11连接。
在本实施方式中，第二反馈电容C4具有高频滤波的作用，第二输出分压电阻R11对输出电压进行按比例分压以及泄放输出第二滤波电容C3的能量。
根据本发明的上述设置，正向电压采样电路和负向电压采样电路的电路结构设置简单，通过简单的电路结构布置能够实现正向和负向两路电压信号的采样，两路信号不会发生相互干扰，各路信号中不会产生毛刺。而且因为采用双向霍尔传感器分别连接正向和负向采样电路，使得采用单独的一个双向传感器器件就可以实现双向电压信号的采集，实现了采用极简的电路组件结构即可实现现有技术中利用复杂繁多的组件结构才能获取的双向电压信号采集的功能，如此一来，进一步地提高了采样的效率，减少了采样的时间，并且能够精准无误地采集相应的电压信号，这样对于传感器的控制或者状态判断的信号而言精准无误，信号采集精度极高。
进一步地，由上可知，双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为正负电压信号值，根据本发明的一种实施方式，输出电压信号为-5V~+5V信号值，而正向电压采样电路和负向电压采样电路输出电压信号均为0~5V信号值。
进一步地，正向电压采样电路输入阻抗为高阻态，负向电压采样电路输入阻抗为高阻态。
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的双向霍尔传感器采集电路、正向电压采样电路和负向电压采样电路输出特性图。如图2所示，当双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为0~+5V信号时，正向电压采样电路输出电压信号为0~+5V信号；
当双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为-5V~0信号时，正向电压采样电路输出电压信号为0V信号。
当双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为-5V~0信号时，负向电压采样电路输出电压信号为0~+5V信号；
当双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为0~+5V信号时，所述负向电压采样电路输出电压信号为0V信号。
根据本发明的上述设置，正向电压采样电路和负向电压采样电路对双向霍尔传感器采集电路输出的正向和负向电压能够准确判断识别，能够将不对应的电压信号过滤，即正向电压采样电路可以将负向电压信号（例如上述-5V~0的电压信号）过滤掉，负向电压采样电路可以将正向电压信号（例如上述0~+5V的电压信号）过滤掉，采集相对应的电压信号。如此一来，使得正负电压采样精准无误，不会产生任何毛刺和干扰，工作效率高，电路结构简单且可靠。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种正负电压采样分路电路，其特征在于，包括：双向霍尔传感器采集电路、正向电压采样电路和负向电压采样电路；
所述双向霍尔传感器采集电路的输出端与所述正向电压采样电路连接，所述正向电压采样电路将所述双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的正向电压进行采样处理；
所述双向霍尔传感器采集电路的输出端与所述负向电压采样电路连接，所述负向电压采样电路将所述双向霍尔传感器采集电路输出的电压中的负向电压进行采样处理；
所述正向电压采样电路由第一二极管D1、第一正向输入电阻R1、第一反向输入电阻R2、分压电阻R3、第一负反馈电阻R4、第一滤波电容C1、第一反馈电容C2、第一输出电阻R5、第一输出分压电阻R6和第一运算放大器U1组成；
所述第一二极管D1的正极与地线连接，其负极与所述双向霍尔传感器输出端连接；
所述第一正向输入电阻R1一端与所述双向霍尔传感器输出端连接，另一端与所述第一运算放大器U1的正输入端连接；
所述分压电阻R3一端与所述第一运算放大器U1的正输入端连接，另一端与地线连接；
所述第一反向输入电阻R2一端与地线连接，另一端与所述第一运算放大器U1的负输入端连接；
所述第一负反馈电阻R4一端与所述第一运算放大器U1的负输入端连接，另一端与所述第一运算放大器U1的输出端连接；
所述第一反馈电容C2与所述第一负反馈电阻R4并联；
所述第一输出电阻R5一端与所述第一运算放大器U1的输出端连接，另一端与所述第一输出分压电阻R6连接；
所述第一输出分压电阻R6一端与所述第一输出电阻R5相连，另一端与地线连接；
所述第一滤波电容C1与所述第一输出分压电阻R6并联；
所述第一运算放大器U1各引脚分别与所述第一二极管D1、所述第一正向输入电阻R1、所述第一反向输入电阻R2、所述分压电阻R3、所述第一负反馈电阻R4、所述第一滤波电容C1、所述第一反馈电容C2、所述第一输出电阻R5和所述第一输出分压电阻R6连接；
所述负向电压采样电路由第二二极管D2、第二正向输入电阻R7、第二反向输入电阻R8、第二负反馈电阻R9、第二滤波电容C3、第二反馈电容C4、第二输出电阻R10、第二输出分压电阻R11以及第二运算放大器U2组成；
所述第二正向输入电阻R7一端与地线连接，另一端与所述第二运算放大器U2的正输入端连接；
所述第二反向输入电阻R8一端与所述双向霍尔传感器输出端连接，另一端与所述第二运算放大器U2的负输入端连接；
所述第二二极管D2的正极与所述第二负反馈电阻R9一端连接，其负极与所述第二运算放大器U2的负输入端连接；
所述第二负反馈电阻R9一端与所述第二二极管D2的正极连接，另一端与所述第二运算放大器U2的输出端连接；
所述第二反馈电容C4一端与所述第二二极管D2的负极连接，另一端与所述第二运算放大器U2的输出端连接；
所述第二输出电阻R10一端与所述第二运算放大器U2的输出端连接，另一端与所述第二输出分压电阻R11连接；
所述第二输出分压电阻R11一端与所述第二输出电阻R10相连，另一端与地线连接；
所述第二反馈电容C4与所述第二输出分压电阻R11并联；
所述第二运算放大器U2各引脚分别与所述第二二极管D2、所述第二正向输入电阻R7、所述第二反向输入电阻R8、所述第二负反馈电阻R9、所述第二滤波电容C3、所述第二反馈电容C4、所述第二输出电阻R10和所述第二输出分压电阻R11连接。
2.根据权利要求1所述的正负电压采样分路电路，其特征在于，所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为正负电压信号值，并且输出电压信号为-5V~+5V信号值；
所述正向电压采样电路和所述负向电压采样电路输出电压信号均为0~5V信号值。
3.根据权利要求1所述的正负电压采样分路电路，其特征在于，所述正向电压采样电路输入阻抗为高阻态；
所述负向电压采样电路输入阻抗为高阻态。
4.根据权利要求2所述的正负电压采样分路电路，其特征在于，当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为0~+5V信号时，所述正向电压采样电路输出电压信号为0~+5V信号；
当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为-5V~0信号时，所述正向电压采样电路输出电压信号为0V信号。
5.根据权利要求2所述的正负电压采样分路电路，其特征在于，当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为-5V~0信号时，所述负向电压采样电路输出电压信号为0~+5V信号；
当所述双向霍尔传感器采集电路输出电压信号为0~+5V信号时，所述负向电压采样电路输出电压信号为0V信号。
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