专利名称：一种模拟量开关抗干扰装置及其设置方法
技术领域：
本发明涉及一种电子抗干扰装置，尤其是一种应用于模拟量开关的抗干扰 装置。本发明还涉及一种电子抗干扰装置设置方法，尤其是一种应用于模拟量 开关的抗干扰装置设置方法。
背景技术：
在许多实际应用领域中，各种电子传感器输出大多为模拟量，这种量通常 是连续变化的。而在实际应用过程中，往往要求根据传感器输出的模拟量信号 的大小执行不同的动作，即将模拟信号与某一恒定值进行比较，输出相应的高 低电平信号。电压比较器可以将输入的传感模拟量分成两段，输入电压大于某一 值控制电路执行一种功能，输入电压小于某一值，控制电路执行另一种功能。该 值称为比较器的阈值，也就是临界值。由于在应用现场或在使用开关电源的场合 经常会出现一些干扰信号，这些随机干扰信号瞬间叠加在传感器的输出信号上， 使传感器的输出信号产生波动，这样就造成比较器的输出状态出现抖动。为减 少抖动，目前多采用比较器正反馈技术来解决，即在电压比较器的基础上增加 正反馈的方法，给比较器提供两个比较值，即上下阈值。但是这方法在输出电 压的设定值与比较器的阈值之间存在着线性相关性，不能独立设定，不适用于 输出值和阈值需要不相关设定的应用场合。此外，这种抗干扰装置上下阈值的
本发明所要解决的技术问题是提供一种电子抗干扰装置及其设置方法，通 过实施本发明，能够解决现有技术的抗干扰装置在输出电压的设定值与比较器 的阈值之间存在着线性相关性，不能独立设定的技术问题，从而使得模拟量开 关的抗干扰性能得到进一步的提升。
本发明进一步要解决的技术问题是克服现有技术电子抗干扰装置上下阈值 的差值不能随意调整的技术缺陷。
按照本发明，上述技术问题是通过如下所描述的技术特征来实现的
模拟量开关抗干扰装置包括电压比较器，二极管，电阻，其中，电阻R0 与电压比较器负输入端相连；电阻R3和二极管串联在电压比较器正输入端与输 出端之间，二极管阴极连接电压比较器输出端，二极管阳极连接电阻R3;电阻
Rl和电阻R2串联于电源Vcc与地之间，电压比较器正输入端连接于电阻Rl和 电阻R2之间。
在另一种典型实施方式中，模拟量开关抗干扰装置的电阻R2为可变电阻， 电阻R3为可变电阻，这样做可以使电子抗干扰装置上下阈值的差值随着现场干 扰信号的强度随意调整，使得抗干扰装置的设置和调校更加方便。当然，R2和 R3也可以使用固定电阻。
在又一种典型实施方式中，模拟量开关抗干扰装置的电压比较器为输出端 集电极开路的电压比较器，这时电压比较器与电源Vcc之间连接有输出上拉电 阻。
本发明所属的模拟量开关抗干扰装置设置方法，包括以下步骤 (A)根据实际应用控制要求，确定上阈值VTH ;
(B) 根据要求的vth的值选择电阻R1和电阻R2的大小；
(C) 根据所测定的系统中对传感器输入信号的最大干扰信号值AU，计算 VTL =VTH-AU的值；
(D) 根据下阈值V^的值，调整电阻器R3，使Vu等于Vth-AU的值。 在另一典型实施方式中，步骤(B)包括以下步骤
在1KQ-20KQ范围内选取电阻R1;
调整电阻器R2使V 的值等于要求的值，即VTH=Ucc XR2/ (Rl+R2)。 通过实施本发明，能够做到模拟量开关抗干扰装置的上下阔值可调，输出 电压、阈值独立设定，有效地提高了模拟量开关的抗干扰能力。
图l是本发明的电路原理图， 图2是本发明的波形图。
其中R0—电阻，R1 —电阻，R2—电阻，R3—电阻，R4—电阻，D—二极 管，U—电压比较器，Vcc—电源电压，Uo—输出电压，Uin—输入电压，Ur—阀 值电压，AV—干扰信号电压。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步的说明。 作为本发明的一种典型实施方式，模拟量开关抗干扰装置包括电压比较器 U、 二极管D、电阻RO、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，其中，电阻RO 与电压比较器U负输入端相连，电阻R3和二极管D串联在电压比较器U正输入 端与输出端之间，二极管D阴极连接电压比较器U输出端，二极管D阳极连接电阻R3，电阻Rl和电阻R2串联于电源Vcc与地之间，电压比较器U正输入端 连接于电阻Rl和电阻R2之间。
作为本发明进一步的实施方式，模拟量开关抗干扰装置电阻R2为可变电阻， 电阻R3为可变电阻，这样做可以使电子抗干扰装置上下阈值的差值随着现场干 扰信号的强度随意调整，使得抗干扰装置的设置和调校更加方便。当然，R2和 R3也可以使用固定电阻。
在本发明的一种典型实施方式中，模拟量开关抗干扰装置的电压比较器U 为输出端集电极开路的电压比较器，此时电压比较器U与电源Vcc之间连接有 输出上拉电阻R4。
在本发明的另一种典型实施方式中，模拟量开关抗干扰装置中的二极管D 为普通开关二极管，电阻R4的阻值在2KQ-15KQ之间设定，电阻(R0)和电阻 Rl的阻值在1KQ-20KQ之间。
在本发明模拟量开关抗干扰装置设置方法的一种典型实施方式中，设置方 法包括以下步骤
(A) 根据实际应用控制要求，确定上阈值vth ;
(B) 根据要求的VT^的值选择电阻Rl和电阻R2的大小；
(C) 根据所测定的系统中对传感器输入信号的最大干扰信号值AU，计算 Vn =VTH-AU的值；
(D) 根据下阈值vtl的值，调整电阻器R3，使Vi等于Vth-AU的值。 步骤(B)还可以进一步包括以下步骤
在1KQ-20KQ范围内选取电阻R1;
调整电阻器R2使V^的值等于要求的值，即VTH=VccXR2/(Rl+R2)。 下面结合附图进一步说明本发明实施方式的具体工作原理。如图2所示，
U。h为输出电压高电平值，IV为输出电压低电平值；vth为上阈值值，L为下阈值，
AU=VTH-VTL; Uin为输入信号电压，Ur为阈值电压，Uo为输出电压。当被检测信 号Uin由小逐渐增大，大于Ur二vth时比较器的输出由原来的U。h翻转为lW;当 被检测信号Uin由大减小，小于Ur二Vn时比较器的输出由原来的lk翻转为U。H。 U。H的大小空载时等于电源电压Vcc， U。l的大小等于比较器的饱和输出电压值。
V^和VTH的计算如下
VTH=VccXR2/(Rl+R2)
VTL"Vcc X [R2 X R3/ (R2+R3) ] / { [R2 X R3/ (R2+R3) ] +R1}
由上式，vth可通过改变电阻Rl或可变电阻器R2的值来改变其大小，当Rl 确定后，可通过调整可变电阻器R2的值改变其大小。vtl可通过改变可变电阻器 R3的值来改变其大小。A^Vth-Vt,的大小代表可以消除的干犹信号的大小。该发 明当上阈值设定后，可以消除由于电路中存在的瞬间向下的千扰信号AU对比较 器输出的开关信号的误动作。
其中，本发明的实施方式中使用二极管D的作用在于利用二极管的非线 性特性，使L和vth值的整定基本上线性无关，即可以互相独立设定。原理是 当比较器输出为高电平时，V =VccXR2/(Rl+R2)的设定与可变电阻器R3无关； 当比较器输出低电平时，二极管导通，VT1^VccX[R2XR3/(R2+R3)]/{ [R2X R3/(R2+R3) ]+Rl}的值通过调整可变电阻器R3的值设定。
在本发明应用于一种电梯节能控制装置的欠压保护比较电路的具体实施方 式当中，输入信号是来自驱动电梯电机的变频器直流侧的电压信号，该电压信 号经过直流电压变换器转换成小于10V的信号后作为比较器的Uin输入信号与 比较器另一输入端的Ur信号进行比较，当Uin小于Ur-VxL时为欠压状态，此时 比较器输出高电平信号，使节能控制装置禁止工作；当Uin大于Ur^TH时，比较
器输出低电平，使节能控制装置正常工作。当Uin稳定在略大于U^VTH时，即节 能控制装置己处于开启工作状态，假如此时有一个向下的干扰，只要这一干扰 量小于AI^Vth-Vtl比较器的状态就不会翻转，节能控制装置就不会产生误动作。 因此可以根据实际系统中可能产生的最大干扰量，投定Vt,的但，防止电梯节能
控制装置由于干扰而产生的误动作。在此VTH为电梯节能控制装置开始投入工作
时的电压比较器的比较设定值，即上阈值。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域的普通技术人员可以 在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。
权利要求
1.一种模拟量开关抗干扰装置，其特征在于，包括电压比较器(U)、二极管(D)、电阻(R0)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、电阻(R4)，其中，电阻(R0)与电压比较器(U)负输入端相连，电阻(R3)和二极管(D)串联在电压比较器(U)正输入端与输出端之间，二极管(D)阴极连接电压比较器(U)输出端，二极管(D)阳极连接电阻(R3)，电阻(R1)和电阻(R2)串联于电源Vcc与地之间，电压比较器(U)正输入端连接于电阻(R1)和电阻(R2)之间。
2. 根据权利要求l所述的一种模拟量开关抗干扰装置，其特征在于，所述 电阻(R2)为可变电阻。
3. 根据权利要求1所述的一种模拟量开关抗干扰装置，其特征在于，所述 电阻(R3)为可变电阻。
4. 根据权利要求l、 2、 3任一权利要求所述的一种模拟量开关抗干扰装置， 其特征在于，所述电压比较器(U)为输出端集电极开路的电压比较器。
5. 根据权利要求4所述的一种模拟量开关抗干扰装置，其特征在于，所述 电压比较器(U)与电源Vcc之间连接有输出上拉电阻R4。
6. 根据权利要求1、 2、 3、 5任一权利要求所述的一种模拟量开关抗干扰 装置，其特征在于，所述二极管(D)为普通开关二极管。
7. 根据权利要求6所述的一种模拟量开关抗干扰装置，其特征在于，所述 电阻(R4)的阻值在2KQ-15KQ之间。
8. 根据权利要求7所述的一种模拟量开关抗干扰装置，其特征在于，所述 电阻(R0)和电阻(Rl)的阻值在1KQ-20KQ之间。
9. 根据权利要求1所述模拟量开关抗干扰装置的一种模拟量开关抗干扰装置设置方法，其特征在于，包括以下步骤(A) 根据实际应用控制要求，确定上阈值VTH ;(B) 根据要求的VTH的值选择电阻(Rl)和电阻(R2)的大小；(C) 根据所测定的系统中对传感器输入信号的最大干扰信号值AU，计算 VTL =VTH—AU的f直；(D) 根据下阈值VTL的值，调整电阻器(R3)，使Vi等于VTH-AU的值。
10. 根据权利要求9所述的一种模拟量开关抗干扰装置设置方法，其特征在 于，步骤(B)还包括以下步骤在1KQ-20KQ范周内选取电阻(Rl);调整电阻器(R2)使VTH的值等于要求的值，即VTH=UccXR2/(Rl+R2)。
全文摘要
一种模拟量开关抗干扰装置，包括电压比较器，二极管，电阻，其中，电阻R0与电压比较器U负输入端相连，电阻R3和二极管D串联在电压比较器U正输入端与输出端之间，电压比较器U正输入端连接于分压电阻R1和电阻R2之间。一种模拟量开关抗干扰装置设置方法，包括以下步骤根据实际应用控制要求，确定上阈值；根据要求的上阀值选择电阻R1和电阻R2大小；根据测定的系统中对传感器输入信号的最大干扰信号值ΔU计算下阀值；根据下阈值调整电阻器R3。该发明模拟量开关抗干扰装置能够做到上下阈值可调，输出电压、阈值独立设定，有效地提高了模拟量开关的抗干扰能力。
文档编号H03K3/013GK101179264SQ20071004808
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者泓 唐, 张自强, 茅红伟 申请人:上海师范大学