模拟量输入输出电路的制作方法

本公开的实施例总体涉及控制系统的模拟量输入输出领域，并且更具体地涉及一种模拟量输入输出电路。

背景技术：

1、工业控制领域的数据、信号的传输需要输入输出（input/output，io）接口电路的参与。输入输出电路例如涉及模拟量输入（analog input，ai）电路、数字量输入（digitalinput，di）电路、模拟量输出（analog output，ao）电路、数字量输出（digital output，do）电路、脉冲信号输入（pulse input，pi）电路等。

2、但是，上述不同的接口电路彼此之间不兼容。为了实现模拟量输入以及模拟量输出功能，需要单独的模拟量输入电路以及模拟量输出电路分别实现，电路结构复杂。

技术实现思路

1、针对上述问题，本公开提供了一种模拟量输入输出电路，能够兼容模拟量输入以及模拟量输出功能。

2、根据本公开的一个方面，提供一种模拟量输入输出电路。该模拟量输入输出电路包括：第一接线端子，与负载单元的一端电连接；第二接线端子，与负载单元的另一端电连接；恒流源模块，恒流源模块的电流输入端与第二接线端子电连接；以及控制模块，与恒流源模块的模式控制端电连接，控制模块被配置为：向所述模式控制端输出具有第一电压的第一控制信号、或者具有第二电压的第二控制信号；其中第一控制信号用于将恒流源模块配置为负反馈模式，以使得所述模拟量输入输出电路的工作模式处于模拟量输出模式，并且经由第一接线端子以及第二接线端子输入模拟量；第二控制信号用于将恒流源模块配置为正反馈模式，以使得所述模拟量输入输出电路的工作模式处于模拟量输入模式，并且经由第一接线端子以及第二接线端子输入模拟量，第一电压小于第二电压。

3、在一些实施例中，恒流源模块包括：第一运放单元，第一运放单元的同相输入端被配置为所述模式控制端，第一运放单元的反相输入端与采样电阻的一端以及第一mos管的源极电连接；第一mos管，第一mos管的漏极与第二接线端子以及所述同相输入端电连接，第一mos管的栅极与第一运放单元的输出端电连接；以及采样电阻，采样电阻的另一端接地。

4、在一些实施例中，该模拟量输入输出电路还包括：hart信号调整模块，hart信号调整模块被配置为：将来自控制模块的关于hart协议的脉冲宽度调制信号转换为梯形波信号；以及将梯形波信号输出至恒流源模块的电流输入端。

5、在一些实施例中，该模拟量输入输出电路还包括：第一开关单元，与hart信号调整模块电连接；控制模块还被配置为控制第一开关单元的导通状态，以便调节所述梯形波信号的幅值。

6、在一些实施例中，该模拟量输入输出电路还包括：电源开关模块，电源开关模块的一端与电源端电连接，电源开关模块的另一端与第一接线端子电连接；以及第二开关单元，第二开关单元的一端接地，第二开关单元的另一端与第一接线端子电连接；控制模块还被配置为：响应于确定模拟量输入输出电路的工作模式为配电模拟量输入模式或者模拟量输出模式，而控制电源开关模块导通以及控制第二开关单元断开；以及响应于确定模拟量输入输出电路的工作模式为非配电模拟量输入模式，而控制电源开关模块断开以及控制第二开关单元导通。

7、在一些实施例中，控制模块还包括模数转换单元，模数转换单元的输入端与采样电阻的一端电连接，针对模拟量输入模式，模数转换单元被配置为针对采样电阻所反馈的信号进行解调，针对模拟量输出模式，模数转换单元被配置为针对采样电阻所反馈的信号进行采样。

8、在一些实施例中，针对模拟量输出模式，第一mos管被配置为放大工作状态；针对模拟量输入模式，第一mos管被配置为导通工作状态。

9、在一些实施例中，hart信号调整模块包括低通滤波器，所述低通滤波器包括：第一电阻，第一电阻的一端被配置为接收所述脉冲宽度调制信号，第一电阻的另一端与第一电容的一端以及第二电阻的一端电连接；第一电容，第一电容的另一端接地；第二电阻，第二电阻的另一端与第二电容的一端以及第三电阻的一端电连接；第二电容，第二电容的另一端接地；第三电阻，第三电阻的另一端与第三电容的一端电连接；以及第三电容，第三电容的另一端接地。

10、在一些实施例中，该模拟量输入输出电路还包括第四电阻，第四电阻的一端与第一电阻的另一端电连接，第四电阻的另一端与第一开关单元的一端电连接；第一开关单元的另一端接地，第一开关单元的控制端与控制模块电连接。

11、在一些实施例中，该模拟量输入输出电路还包括：第四电容，第四电容的一端与hart信号调整模块的输出端电连接，第四电容的另一端与第二接线端子以及第五电阻的一端电连接；第五电阻，第五电阻的另一端与恒流源模块的电流输入端以及第五电容的一端电连接；以及第五电容，第五电容的另一端与所述模式控制端电连接。

12、根据本公开的模拟量输入输出电路，通过将恒流源模块配置为负反馈模式，可以使得模拟量输入输出电路的工作模式处于模拟量输出模式；以及通过将恒流源模块配置为正反馈模式，以使得所述模拟量输入输出电路的工作模式处于模拟量输入模式。基于此，可以使得该模拟量输入输出电路兼容模拟量输入以及模拟量输出功能。

13、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种模拟量输入输出电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，恒流源模块包括：

3.根据权利要求1所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，还包括：第一开关单元，与hart信号调整模块电连接；

5. 根据权利要求1所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求2所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，控制模块还包括模数转换单元，模数转换单元的输入端与采样电阻的一端电连接，针对模拟量输入模式，模数转换单元被配置为针对采样电阻所反馈的信号进行解调，针对模拟量输出模式，模数转换单元被配置为针对采样电阻所反馈的信号进行采样。

7.根据权利要求2所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，针对模拟量输出模式，第一mos管被配置为放大工作状态；针对模拟量输入模式，第一mos管被配置为导通工作状态。

8.根据权利要求4所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，hart信号调整模块包括低通滤波器，所述低通滤波器包括：

9.根据权利要求8所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，还包括第四电阻，第四电阻的一端与第一电阻的另一端电连接，第四电阻的另一端与第一开关单元的一端电连接；

10.根据权利要求3所述的模拟量输入输出电路，其特征在于，还包括：

技术总结
本公开的实施例涉及一种模拟量输入输出电路。该模拟量输入输出电路包括：第一接线端子，与负载单元的一端电连接；第二接线端子，与负载单元的另一端电连接；恒流源模块，恒流源模块的电流输入端与第二接线端子电连接；以及控制模块，被配置为：向所述模式控制端输出具有第一电压的第一控制信号、或者具有第二电压的第二控制信号；其中第一控制信号用于将恒流源模块配置为负反馈模式，以使得模拟量输入输出电路的工作模式处于模拟量输出模式；第二控制信号用于将恒流源模块配置为正反馈模式，以使得所述模拟量输入输出电路的工作模式处于模拟量输入模式，第一电压小于第二电压。该电路能够兼容模拟量输入以及模拟量输出功能。

技术研发人员：朱宗志,金振兴,解群眺,秦昕,刘启兵,李红波
受保护的技术使用者：浙江国利信安科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2