采用数字化隔离和调理技术的模拟量输入电路

摘要

本发明涉及一种采用数字化隔离和调理技术的模拟量输入电路，其特征在于：包括控制逻辑电路、光电耦合器、带有程控放大器的Σ-Δ模式A/D转换器、输入处理电路、内置冷端温度传感器、串行EEPROM和DC/DC电源转换器，所述输入处理电路的输出端与Σ-Δ模式A/D转换器的程控放大器连接，所述程控放大器的输出端与Σ-Δ模式A/D转换器的A/D转换器连接，所述A/D转换器的输出端与光电耦合器连接，所述光电耦合器的输出端与控制逻辑电路连接。本发明采用光电隔离的SPI数据接口，结构简洁可靠，实现了各通道之间，通道与控制设备之间完全的电气隔离，并实现了输入通道误差的数字校正和线性化，具有很高的性能价格比，将为使用自动化控制设备的用户提供了极大的便利。

主权项

一种采用数字化隔离和调理技术的模拟量输入电路，包括控制逻辑电路、光电耦合器、带有程控放大器的Σ‑Δ模式A/D转换器、输入处理电路、内置冷端温度传感器、串行EEPROM和 DC/DC电源转换器，其特征在于：所述输入处理电路的输出端与Σ‑Δ模式A/D转换器的程控放大器连接，所述程控放大器的输出端与Σ‑Δ模式A/D转换器的A/D转换器连接，所述A/D转换器的输出端与光电耦合器连接，所述光电耦合器的输出端与控制逻辑电路连接，所述DC/DC电源转换器的输出与带有程控放大器的Σ‑Δ模式A/D转换器及输入处理电路连接，所述内置冷端温度传感器和串行EEPROM分别与控制逻辑电路连接；所述串行EEPROM用于存放校准系数，使用前通过输入通道的零点和满量程的校准，得到并保存零点和满量程的校准系数，模拟量输入通道在工作过程中读出并使用校准系数校正A/D转换数据；所述内置冷端温度传感器测量接线端口的实时温度，与采样检测到的温差数据叠加实现冷端补偿；所述控制逻辑电路还与SPI总线连接，所述控制逻辑电路将一组SPI接口扩展为多组SPI接口，通过光电隔离连接A/D转换器，每个A/D通道是完全独立的，有各自的输入处理电路，带有程控放大器A/D转换器和DC/DC隔离电源；所述内置冷端温度传感器和串行EEPROM由逻辑电源供电；所述带有程控放大器的Σ‑Δ模式A/D转换器经DC/DC电源转换器由辅助电源供电；所述输入电路的输入端可以连接二线制的电流电压信号和三线制的电阻输入信号；所述控制逻辑电路采用了CPLD或FPGA芯片；所述二线制的电流电压和三线制的电阻输入模拟量信号通过SPI接口控制的A/D转换器及程控放大器，和再根据串行EEPROM的校准信息校正零点和量程，进行数字化处理；数字化的模拟量输入数据需要非线性校正时，则根据校正的类型用折线校正法得到线性化的数据。