专利名称：一种多功能的信号调理电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信号处理领域，尤其涉及一种多功能的信号调理电路。
背景技术：
在实际应用中，对于环境或结构参数等各种物理信号的计量，往往需要各 种不同类型的传感器将其相关物理量转换为各种相应的电信号，并匹配相应的
调理电路来实现检测；故传统的针对某类型传感器的单一功能的调理电路在现 场各种物理信号测量应用中，其应用范围受到极大限制，存在很多不便之处。
另外，目前多数大型试验设备或复杂装置的测试仍采用集中测试技术，该 技术采用数据采集板卡采集传感器信号，通过软件或DSP实现实时数据处理和 记录，进行测试。在这种技术中，测量不同参数的传感器种类多，故要求信号 调理功能强大，适应多种信号源，并能够处理成统一类型的模拟信号后再进行 测量，显然，传统的针对某类型传感器的单一功能的调理电路已不能满足其应 用要求。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种多功能的信号调理电路，它是能兼容多种 类型传感器信号输入的多功能的信号调理电路，解决现有信号调理电路适用对 象单一的问题，以满足现场测试对适应多种传感器信号源的要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
包括ICP传感器信号处理电路、电荷信号处理电路、TEDS智能传感器处理 电路、功能选取电路、信号调理电路和控制电路；ICP传感器信号处理电路和电 荷信号处理电路通过相应的信号线与功能选取电路相连接，TEDS智能传感器处 理电路通过相应的信号线分别与功能选取电路、信号调理电路和控制电路相连 接；功能选取电路通过信号正相输入线、反相输入线和信号输出线与信号调理 电路相连接；功能选取电路还通过逻辑控制信号线与控制电路相连接。
所述的ICP传感器信号处理电路由恒流源产生电路和隔直滤波电路组成。 所述的电荷信号处理电路由电荷放大电路和滤波电路组成。 所述的TEDS智能传感器处理电路由低电压输出电路、电压比较电路和 逻辑电平转换电路组成。
所述的功能选取电路包括ICP传感器信号处理选取电路、电荷信号处理
选取电路、TEDS智能传感器处理选取电路、单端信号/差分信号处理处理选取 电路。
所述的信号调理电路由滤波电路和差分放大电路组成。 所述的控制电路包括逻辑控制芯片U400和时钟Z401、 Z402。 本实用新型结合了多种类型传感器的调理电路，通过整合优化其相同部分 的调理电路，其特征部分调理电路(ICP传感器信号处理电路、电荷信号处理电 路和TEDS智能传感器处理电路等)则可以经由控制电路在线编程来控制功能 选取电路进行选取，使外部传感器输入信号首先调理成统一的电压信号，再通 过信号调理电路调理输出，从而能够实现兼容多个类型传感器信号输入的多功 能处理。
与背景技术相比，本实用新型具有的有益效果是
1. 能够兼容多种类型传感器信号输入，并对其进行调理；可以充分满足现 场测试对适应多种传感器信号源的要求。
2. 应用广泛，可适用于很多工业现场使用的数据采集、信号测量分析等仪器。
图l是本实用新型的结构框图。 图2是ICP传感器信号处理电路的结构图。 图3是电荷信号处理电路的结构图。 图4是TEDS智能传感器处理电路的结构图。 图5是功能选取电路的结构图。 图6是信号调理电路的结构图。 图7是控制电路的结构图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步具体的说明。 如图1所示， 一种多功能的信号调理电路，它包括ICP传感器信号处理电 路l，电荷信号处理电路2， TEDS智能传感器处理电路3，功能选取电路4、信 号调理电路5和逻辑控制电路。所述的ICP传感器信号处理电路1和电荷信号 处理电路2通过相应的信号线与功能选取电路4相连接；TEDS智能传感器处理 电路3通过相应的信号线分别与功能选取电路4、信号调理电路5和控制电路6 相连接；功能选取电路4通过信号正相输入线、反相输入线和信号输出线与信 号调理电路5相连接；功能选取电路4还通过逻辑控制信号线与控制电路6相连接。
具体实现过程如下对于外部的各种传感器输入信号，通过经由控制电路 在线编程控制的功能选取电路针对其外部的传感器类型选取相匹配的特征调理 电路(ICP传感器信号处理电路、电荷信号处理电路和TEDS智能传感器处理电 路等)进行初步调理，产生统一的可测的电压信号，再经过信号调理电路进行 调理输出，从而实现能够兼容多种类型传感器信号输入的多功能信号调理。
如图2所示，ICP传感器信号处理电路1:包括恒流源产生电路和隔直滤波 电路。这部分电路主要是给ICP传感器提供一个能使其正常工作的恒流源，从 而实现对外部信号的测量。其中，恒流源产生电路由恒流管D7、电阻R42和电 容C31组成，隔直滤波电路主要由电容C32来实现。
ICP传感器信号处理电路1与功能选取电路4相连的信号线为
1. ICP; ICP传感器信号处理电路提供的电流输出线。
如图3所示，电荷信号处理电路2:包括电荷放大电路和滤波电路。这部分 电路实现对电荷传感器信号进行处理。其中电荷放大电路由运放IC1、电阻R3、 电阻R4、电阻R5和电容C21共同组成一个积分电路来实现；滤波电路由运放 IC2、电阻R6、电阻R7、电阻R9和电容C3共同组一个高通滤波来实现。 电荷信号处理电路2与功能选取电路4相连的信号线为-1. AMPOUT1;电荷信号处理电路的输出电压信号线。 如图4所示，TEDS智能传感器处理电路3:包括低电压输出电路、电压比 较电路和逻辑电平转换电路。这部分电路给外部TEDS智能传感器提供一个低 电压驱动，同时对TEDS智能传感器的数字信息进行读写。其中低电压输出电 路主要由匹配电阻R39来实现；电压比较电路由运放U2D、电阻R40和电阻 R41来实现；逻辑电平转换电路由开关管Q3、电阻R48和电阻R49组成。 TEDS智能传感器处理电路3与功能选取电路4相连的信号线为
1、 TEDSVss; TEDS传感器低电压驱动输出线；
2、 TEDSIN; TEDS传感器数字信息输入线；
TEDS智能传感器处理电路3与信号调理电路5相连的信号线为 1、 OUT;信号调理电路的信号输出线；
TEDS智能传感器处理电路3与控制电路6相连的信号线为 1、 1TEDS; TEDS智能传感器处理电路的数字信息输出线； 如图5所示，功能选取电路4:包括ICP传感器信号处理选取电路、电荷信 号处理选取电路、TEDS智能传感器处理选取电路、单端信号/差分信号处理处 理选取电路。这部分电路主要实现针对外部不同类型的传感器信号输入进行相
应的功能切换。其中ICP传感器信号处理选取电路由继电器J2、开关管Q2、保 护二极管D5、电阻R37和电阻R38组成；电荷信号处理选取电路由继电器Jl、 开关管Q1、保护二极管D4、电阻R35和电阻R36组成；TEDS智能传感器处 理选取电路由模拟开关U4实现；单端信号/差分信号处理处理选取电路由继电 器J5、开关管Q5、保护二极管D9、电阻R45和电阻R46组成。
功能选取电路4与ICP传感器信号处理电路1相连的信号线为
1、 ICP; ICP传感器信号处理电路提供的电流输出线。
功能选取电路4与电荷信号处理电路2相连的信号线为
1、 AMPOUTh电荷信号处理电路的输出电压信号线。
功能选取电路4与TEDS智能传感器处理电路3相连的信号线为-
1、 TEDSVss; TEDS传感器低电压驱动输出线；
功能选取电路4与信号调理电路5相连的信号线为
1、 IN-， IN+;信号正相输入线、反相输入线； 功能选取电路4与逻辑控制电路6相连的信号线为
1、 1JKL0、 1JKL2、 1JKL4、 1JKL5;逻辑控制信号线；
如图6所示，信号调理电路5:包括滤波电路和差分放大电路。这部分电路 主要实现对由ICP传感器信号处理电路、电荷信号处理电路和TEDS智能传感 器处理电路调理输出的或外部输入的电压信号进行调理。其中滤波电路由电阻 R20、电阻R21、电容C26和电容C27组成；差分放大电路由运放U1A、电阻 R22、电阻R23、电阻R24和电阻R25组成。
信号调理电路5与功能选取电路4相连的信号线为
1、 IN-, IN+;信号正相输入线、反相输入线； 信号调理电路5与TEDS智能传感器处理电路3相连的信号线为
1. OUT;信号调理电路的信号输出线；
如图7所示，控制电路6:包括逻辑控制芯片U400和时钟Z401、 Z402。 这部分电路主要实现对功能选取电路进行逻辑控制。其中逻辑控制芯片U400为 XC2S50E;时钟Z401和Z402给逻辑控制芯片提供时钟驱动。 控制电路6与功能选取电路4相连的信号线为 1、 1JKL0、 1JKL2、 1JKL4、 1JKL5;逻辑控制信号线； 控制电路6与TEDS智能传感器处理电路3相连的信号线为-1. 1TEDS; TEDS智能传感器处理电路的数字信息输出线。
权利要求1.一种多功能的信号调理电路，其特征在于包括ICP传感器信号处理电路(1)、电荷信号处理电路(2)、TEDS智能传感器处理电路(3)、功能选取电路(4)、信号调理电路(5)和控制电路(6)；ICP传感器信号处理电路(1)和电荷信号处理电路(2)通过相应的信号线与功能选取电路(4)相连接，TEDS智能传感器处理电路(3)通过相应的信号线分别与功能选取电路(4)、信号调理电路(5)和控制电路(6)相连接；功能选取电路(4)通过信号正相输入线、反相输入线和信号输出线与信号调理电路(5)相连接；功能选取电路(4)还通过逻辑控制信号线与控制电路(6)相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种多功能的信号调理电路，其特征在于所述 的ICP传感器信号处理电路(l)由恒流源产生电路和隔直滤波电路组成。
3. 根据权利要求1所述的一种多功能的信号调理电路，其特征在于所述 的电荷信号处理电路(2)由电荷放大电路和滤波电路组成。
4. 根据权利要求1所述的一种多功能的信号调理电路，其特征在于所述的TEDS智能传感器处理电路(3)由低电压输出电路、电压比较电路和逻辑电平 转换电路组成。
5. 根据权利要求1所述的一种多功能的信号调理电路，其特征在于所述 的功能选取电路(4)包括ICP传感器信号处理选取电路、电荷信号处理选取电路、 TEDS智能传感器处理选取电路、单端信号/差分信号处理处理选取电路。
6. 根据权利要求1所述的一种多功能的信号调理电路，其特征在于所述 的信号调理电路(5)由滤波电路和差分放大电路组成。
7. 根据权利要求1所述的一种多功能的信号调理电路，其特征在于所述 的控制电路(6)包括逻辑控制芯片U400和时钟Z401、 Z402。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能的信号调理电路。ICP传感器信号处理电路和电荷信号处理电路通过相应的信号线与功能选取电路相连接，TEDS智能传感器处理电路通过相应的信号线分别与功能选取电路、信号调理电路和控制电路相连接；功能选取电路通过信号正相输入线、反相输入线和信号输出线与信号调理电路相连接；功能选取电路还通过逻辑控制信号线与控制电路相连接。本实用新型能够兼容多种类型传感器信号输入，并对其进行调理；可以充分满足现场测试对适应多种传感器信号源的要求。应用广泛，可适用于很多工业现场使用的数据采集、信号测量分析等仪器。
文档编号G01D5/12GK201196568SQ20082008775
公开日2009年2月18日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者平 沈, 贺惠农, 黄连生 申请人:杭州亿恒科技有限公司