CN213027961U - 适用于接收多种气象传感器信号的输入电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于接收多种气象传感器信号的输入电路，包括多个保护电路、选择电路、数字信号处理电路和模拟信号处理电路；每个保护电路的输入端连接一种气象传感器的输入信号；所述选择电路为多路复用器；每个保护电路的输出端连接多路复用器的一个信号输入端。本实用新型使用了一个电路，可以同时连接多个传感器，并对多种传感器信号做初步处理，使之均可被后续的运算芯片进行计算等，使用更加方便。尤其适用于气象等这样需要同时监控多种传感器检测数据的领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域，具体涉及一种适用于接收多种气象传感器信号的输入电路。
背景技术
在进行气象测量的过程中，可能需要处理多种气象传感器的检测数据，例如，温度传感器、湿度传感器、风速传感器、水量传感器、气压传感器等等。这些各种的传感器原理各有不同，有的是内部有一电阻，在测量中，电阻的阻值将发生改变，反应为电阻两端电压的改变，其输出量为电压变化的模拟量；有的内部有一开关器件，当所测得的数据满足开关关闭条件是，就关闭并输出信号，其输出量为脉冲信号；有的是频率型的传感器，通过检测信号的上升沿和下降沿来读取时间数据的。各种不同的传感器的输出数据，均要输入至运算芯片进行计算并处理，但是在现有技术中，每种传感器都需要单独一个电路来对其检测数据进行初步处理，较为繁琐。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种适用于接收多种气象传感器信号的输入电路。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种适用于接收多种气象传感器信号的输入电路，包括多个保护电路、选择电路、数字信号处理电路和模拟信号处理电路；每个保护电路的输入端连接一种气象传感器的输入信号；所述选择电路为多路复用器；每个保护电路的输出端连接多路复用器的一个信号输入端；
所述数字信号处理电路包括第一运算放大器；第一电阻的第一端连接电压源；第一电阻的第二端连接第一运算放大器的同相输入端；第二电阻的第一端连接第一运算放大器的输出端；第二电阻的第二端连接第二电阻的同相输入端；第三电阻的第一端连接第一运算放大器的同相输入端；第三电阻的第二端接地；多路复用器的信号输出端连接第一运算放大器的反相输入端；第一运算放大器的输出端作为所述接收多种气象传感器信号的输入电路的第一信号输出端；
所述模拟信号处理电路包括第二运算放大器；第四电阻的第一端连接第二运算放大器的反相输入端；第四电阻的第二端连接第二运算放大器的输出端；多路复用器的信号输出端连接第二运算放大器的同相输入端；第二运算放大器的输出端作为所述接收多种气象传感器信号的输入电路的第二信号输出端。
其进一步的技术方案为：所述保护电路包括上拉电路；所述上拉电路包括第五电阻和第一二极管；第五电阻的第一端连接气象传感器的信号输入端；第五电阻的第二端连接第一二极管的阴极；第一二极管的阳极连接上拉电源。
其进一步的技术方案为：所述保护电路包括第二二极管、第一电容、第二电容和第六电阻；第二二极管的阳极接地，阴极连接气象传感器的信号输入端；第一电容并联于第二二极管的两端；第六电阻的第一端连接第二二极管的阴极；第六电阻的第二端连接第二电容的第一端；第二电容的第二端接地。
其进一步的技术方案为：所述保护电路还包括二极管对；二极管对包括第三二极管和第四二极管；第三二极管和第四二极管串联，每个保护电路的输出端连接至第三二极管和第四二极管的公共端之后再连接至多路复用器的一个信号输入端。
其进一步的技术方案为：在所述模拟信号处理电路的输出端连接有模数转换电路。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型使用了一个电路，可以同时连接多个传感器，并对多种传感器信号做初步处理，使之均可被后续的运算芯片进行计算等，使用更加方便。尤其适用于气象等这样需要同时监控多种传感器检测数据的领域。
附图说明
图1为本实用新型的一个实施例的示意图。
图中：1、第一二极管；2、第五电阻；3、第二二极管；4、第一电容；5、第二电容；6、第六电阻；7、第三二极管；8、第四二极管；9、多路复用器；10、第二运算放大器；11、第四电阻；12、第一电阻；13、第二电阻；14、第一运算放大器；15、第三电阻；16、运算芯片。
具体实施方式
下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
图1为本实用新型的一个实施例的示意图。图1示出了一个保护电路。在实际的使用中，当有多个传感器的时候，相对应的，应该设置多个保护电路。
如图1所示，适用于接收多种气象传感器信号的输入电路包括多个保护电路、选择电路、数字信号处理电路和模拟信号处理电路。
保护电路用于保护后端电路不受异常输入信号的影响。选择电路用于有多个气象传感器输入信号时选择处理需要处理的那一个信号。数字信号处理电路和模拟信号处理电路分别用于处理不同种类的传感器信号。
每个保护电路的输入端连接一种气象传感器的输入信号。
保护电路包括上拉电路。上拉电路包括第五电阻2和第一二极管1。第五电阻2的第一端连接气象传感器的信号输入端。上拉电路起到抗干扰的作用，当传感器没有数据输出的时候，第五电阻2可以使的后续的选择电路的输入端稳定的处于高电平状态，防止了可能出现的低电平干扰使得选择电路出现误动作。
第五电阻2的第二端连接第一二极管1的阴极。第一二极管1的阳极连接上拉电源。保护电路包括第二二极管3、第一电容4、第二电容5和第六电阻6。第二二极管3的阳极接地，阴极连接气象传感器的信号输入端。第一电容4并联于第二二极管3的两端。第六电阻6的第一端连接第二二极管3的阴极。第六电阻6的第二端连接第二电容5的第一端。第二电容5的第二端接地。其中第二二极管3为稳压二极管，所以反向连接于气象传感器的信号输入端。第一电容4和第二电容5使得稳压效果更佳平滑。
保护电路还包括二极管对。二极管对包括第三二极管7和第四二极管8。第三二极管7和第四二极管8串联，每个保护电路的输出端连接至第三二极管7和第四二极管8的公共端之后再连接至多路复用器9的一个信号输入端。当输入信号远低于二极管正向导通电压时，二极管不起作用，而当输入超过二极管正向导通电压时，二极管就会导通，此时就会将输入信号钳位在二极管的导通电压，可以保护后级电路。由于电路通过的信号为各种传感器的信号，可能包括输出信号为脉冲宽度调制数据的开关型传感器，是通过捕获数据流的上升和下降边缘时间来测量的，信号可能为正也可能为负，所以连接一对二极管，通过调整V2和V3的数值来调整二极管导通时的电压。
选择电路为多路复用器9。每个保护电路的输出端连接多路复用器9的一个信号输入端。多路复用器9是电路领域常见的芯片，可直接使用市售产品。
数字信号处理电路包括第一运算放大器14。第一电阻12的第一端连接电压源。第一电阻12的第二端连接第一运算放大器14的同相输入端。第二电阻13的第一端连接第一运算放大器14的输出端。第二电阻13的第二端连接第二电阻13的同相输入端。第三电阻15的第一端连接第一运算放大器14的同相输入端。第三电阻15的第二端接地。多路复用器9的信号输出端连接第一运算放大器14的反相输入端。第一运算放大器14的输出端作为接收多种气象传感器信号的输入电路的第一信号输出端。数字信号处理电路组成了一个单电源供电***的施密特触发器，在反相施密特触发器的基础上增加了一个上拉电阻第一电阻12，抬升同相端的阈值电压。数字信号处理电路可以将频率型传感器的输出信号或者开关型传感器的输出信号处理为较为规则的数字信号数据，以备后续的电路处理。
模拟信号处理电路包括第二运算放大器10。第四电阻11的第一端连接第二运算放大器10的反相输入端。第四电阻11的第二端连接第二运算放大器10的输出端。多路复用器9的信号输出端连接第二运算放大器10的同相输入端。第二运算放大器10的输出端作为接收多种气象传感器信号的输入电路的第二信号输出端。模拟信号处理电路实质上组成一个电压跟随器，其中第四电阻11的阻值设置为足够小。模拟信号处理电路用于隔离前后级电路之间的影响，以方便连接模数转换器等。模拟信号处理电路用于处理输出数据为对地电压的电阻型传感器。
在模拟信号处理电路的输出端可以进一步连接模数转换电路。将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便后续的运算芯片等进行处理。
如图1所示，可以另外设置运算芯片16配合本实用新型所示的适用于接收多种气象传感器信号的输入电路来使用。例如，可以通过运算芯片16的通用输入输出端口连接多路复用器9的地址选择端，运算芯片16通过改变输出端口的高低电平来选择多路复用器9的输出端输出哪一路输入端的输入信号，以针对性的处理相对应的传感器输出信号。还可以通过运算芯片16接收第一信号输出端和第二信号输出端的数据，并进行处理。这些并不是本实用新型的保护内容，不再赘述。
以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型的基本结构的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。
Claims (5)
1.一种适用于接收多种气象传感器信号的输入电路，其特征在于：包括多个保护电路、选择电路、数字信号处理电路和模拟信号处理电路；每个保护电路的输入端连接一种气象传感器的输入信号；所述选择电路为多路复用器(9)；每个保护电路的输出端连接多路复用器(9)的一个信号输入端；
所述数字信号处理电路包括第一运算放大器(14)；第一电阻(12)的第一端连接电压源；第一电阻(12)的第二端连接第一运算放大器(14)的同相输入端；第二电阻(13)的第一端连接第一运算放大器(14)的输出端；第二电阻(13)的第二端连接第二电阻(13)的同相输入端；第三电阻(15)的第一端连接第一运算放大器(14)的同相输入端；第三电阻(15)的第二端接地；多路复用器(9)的信号输出端连接第一运算放大器(14)的反相输入端；第一运算放大器(14)的输出端作为所述接收多种气象传感器信号的输入电路的第一信号输出端；
所述模拟信号处理电路包括第二运算放大器(10)；第四电阻(11)的第一端连接第二运算放大器(10)的反相输入端；第四电阻(11)的第二端连接第二运算放大器(10)的输出端；多路复用器(9)的信号输出端连接第二运算放大器(10)的同相输入端；第二运算放大器(10)的输出端作为所述接收多种气象传感器信号的输入电路的第二信号输出端。
2.根据权利要求1所述的适用于接收多种气象传感器信号的输入电路，其特征在于：所述保护电路包括上拉电路；所述上拉电路包括第五电阻(2)和第一二极管(1)；第五电阻(2)的第一端连接气象传感器的信号输入端；第五电阻(2)的第二端连接第一二极管(1)的阴极；第一二极管(1)的阳极连接上拉电源。
3.根据权利要求1所述的适用于接收多种气象传感器信号的输入电路，其特征在于：所述保护电路包括第二二极管(3)、第一电容(4)、第二电容(5)和第六电阻(6)；第二二极管(3)的阳极接地，阴极连接气象传感器的信号输入端；第一电容(4)并联于第二二极管(3)的两端；第六电阻(6)的第一端连接第二二极管(3)的阴极；第六电阻(6)的第二端连接第二电容(5)的第一端；第二电容(5)的第二端接地。
4.根据权利要求1所述的适用于接收多种气象传感器信号的输入电路，其特征在于：所述保护电路还包括二极管对；二极管对包括第三二极管(7)和第四二极管(8)；第三二极管(7)和第四二极管(8)串联，每个保护电路的输出端连接至第三二极管(7)和第四二极管(8)的公共端之后再连接至多路复用器(9)的一个信号输入端。
5.根据权利要求1所述的适用于接收多种气象传感器信号的输入电路，其特征在于：在所述模拟信号处理电路的输出端连接有模数转换电路。
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