一种差分信号转单端信号装置的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种差分信号转单端信号装置。

背景技术：

在电子电路中，通常采用差分信号电路设计，来提高电路抗共模干扰或噪声能力，提高输出信号摆幅，改善偶次失真。

在工业上的系统中，如编码器输出差分信号，为满足大多数工业系统的使用要求，需要将经过电路处理后的差分信号转换为单端信号，以供大多数控制系统或控制芯片进行采集处理。而传统的差分信号转换电路只能满足一种电压大小差分信号的使用，因此存在一定的改进之处。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种差分信号转单端信号装置，能根据用户需求转换不同电压大小的电平信号。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种差分信号转单端信号装置，包括：

切换开关，其具有一个输入端和两个输出端；

差分信号输入接口，其具有输入端和输出端，该差分信号输入接口的输入端用于根据实际工况接收不同电压的差分信号一、差分信号二，其输出端耦接于切换开关的输入端；

第一信号转换单元，其具有输入端和输出端，该第一信号转换单元的输入端耦接于切换开关的其中一组输出端以将差分信号一转换成对应的单端信号一；

第二信号转换单元，其具有输入端和输出端，该第二信号转换单元的输入端耦接于切换开关的另外一组输出端以将差分信号二转换成对应的单端信号二；

选择开关，用于根据实际工况输出相应的选择信号；

控制部，其耦接于选择开关以接收选择信号，并响应于选择信号以控制切换开关的动作；

单端信号输出接口，其分别耦接于第一信号转换单元的输出端和第二信号转换单元的输出端以用于提供相应的单端信号一和单端信号二。

优选的，所述第一信号转换单元采用第一差分信号转换芯片；

该芯片采用MC3486，第一差分信号转换芯片包括有六个差分信号一输入端、以及三个单端信号一输出端；

六个差分信号一输入端分别为差分信号一输入端A+、差分信号一输入端A-、差分信号一输入端B+、差分信号一输入端B-、差分信号一输入端Z+、差分信号一输入端Z-；

三个单端信号一输出端分别为单端信号一输出端A、单端信号一输出端B、单端信号一输出端Z；其中，

差分信号一输入端A+、差分信号一输入端A-对应于单端信号一输出端A，差分信号一输入端B+、差分信号一输入端B-对应于单端信号一输出端B，差分信号一输入端Z+、差分信号一输入端Z-对应于单端信号一输出端Z。

优选的，所述第二信号转换单元采用第二差分信号转换芯片；

该芯片采用MC3486，第二差分信号转换芯片包括有六个差分信号二输入端、以及三个单端信号二输出端；

六个差分信号二输入端分别为差分信号二输入端A+、差分信号二输入端A-、差分信号二输入端B+、差分信号二输入端B-、差分信号二输入端Z+、差分信号二输入端Z-；

三个单端信号二输出端分别为单端信号二输出端A、单端信号二输出端B、单端信号二输出端Z；其中，

差分信号二输入端A+、差分信号二输入端A-对应于单端信号二输出端A，差分信号二输入端B+、差分信号二输入端B-对应于单端信号二输出端B，差分信号二输入端Z+、差分信号二输入端Z-对应于单端信号二输出端Z。

优选的，所述切换开关为继电器。

优选的，所述控制部包括：

电阻五，其一端耦接于选择开关的输出端，其另一端耦接至电阻六后接地；

三极管，其基极耦接于电阻五与电阻六之间的连接点上，其集电极耦接至切换开关的线圈后耦接于Vcc电压，其发射极接地；

二极管，其两端反并联在切换开关线圈的两端。

优选的，所述选择开关具有若干接口，每一接口均耦接有一按键，该选择开关用于仅在检测到预设的接口耦接的按键被同时操作时输出一选择信号至控制部中。

优选的，所述选择开关包括：

接口一，其一端耦接于电压Vcc；

接口二，其一端耦接于电压Vcc；

接口三，其一端耦接于电压Vcc；

接口四，其一端耦接于电压Vcc；

反相器一，其一端耦接于接口一的另一端；

与门电路一，其具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接于接口二的另一端，其第二输入端耦接于接口三的另一端；

反相器二，其一端耦接于接口四的另一端；

与门电路二，其具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其第一输入端耦接于反相器一的输出端，其第二输入端耦接于与门电路一的输出端，其第三输入端耦接于反相器二的输出端。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

在工业系统中，差分信号输入接口输入的是24V的差分信号，用户通过按下选择开关，选择开关输出一选择信号至控制部，控制部控制切换开关动作，以导通差分信号输入接口与第一信号转换单元之间的回路，使得单端信号输出接口输出24V的单端信号以满足工业系统的使用，反之，选择开关不动作，即可在单端信号输出接口中输出5V的单端信号，切换方便，能根据用户需求转换不同电压大小的差分信号。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2A为第一信号转换单元的电路图；

图2B为第二信号转换单元的电路图；

图3为电源模块的电路图；

图4为CPLD的电路图；

图5为实施例二中选择开关的电路图；

图6为控制部的电路图。

附图标记：100、第一信号转换单元；200、第二信号转换单元；300、切换开关；400、控制部；500、选择开关；510、按键；600、电源模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种差分信号转单端信号装置，包括选择开关500、控制部400、切换开关300、差分信号输入接口、第一信号转换单元100、第二信号转换单元200和单端信号输出接口、以及用于提供电能的电源模块600。

该切换开关300具有一个输入端和两个输出端。

差分信号输入接口具有输入端和输出端，该差分信号输入接口的输入端用于根据实际工况接收不同电压的差分信号一、差分信号二，其输出端耦接于切换开关300的输入端。

第一信号转换单元100具有输入端和输出端，该第一信号转换单元100的输入端耦接于切换开关300的其中一组输出端以将差分信号一转换成对应的单端信号一。

第二信号转换单元200，其具有输入端和输出端，该第二信号转换单元200的输入端耦接于切换开关300的另外一组输出端以将差分信号二转换成对应的单端信号二。

选择开关500，用于根据实际工况输出相应的选择信号；

控制部400，其耦接于选择开关500以接收选择信号，并响应于选择信号以控制切换开关300的动作。

单端信号输出接口，其分别耦接于第一信号转换单元100的输出端和第二信号转换单元200的输出端以用于提供相应的单端信号一和单端信号二。

值得说明的是，本实施例中，差分信号一的电压大小为5V，差分信号二的电压大小为24V。

如图2A，第一信号转换单元100采用第一差分信号转换芯片；

该芯片采用MC3486，第一差分信号转换芯片包括有六个电压为5V的差分信号一输入端、以及三个电压为5V的单端信号一输出端；

六个差分信号一输入端分别为差分信号一输入端A+、差分信号一输入端A-、差分信号一输入端B+、差分信号一输入端B-、差分信号一输入端Z+、差分信号一输入端Z-；

三个单端信号一输出端分别为单端信号一输出端A、单端信号一输出端B、单端信号一输出端Z；其中，

差分信号一输入端A+、差分信号一输入端A-对应于单端信号一输出端A，差分信号一输入端B+、差分信号一输入端B-对应于单端信号一输出端B，差分信号一输入端Z+、差分信号一输入端Z-对应于单端信号一输出端Z。

如图2B所示，第二信号转换单元200采用第二差分信号转换芯片；

该芯片采用MC3486，第二差分信号转换芯片包括有六个电压为24V的差分信号二输入端、以及三个电压为24V的单端信号二输出端；

六个差分信号二输入端分别为差分信号二输入端A+、差分信号二输入端A-、差分信号二输入端B+、差分信号二输入端B-、差分信号二输入端Z+、差分信号二输入端Z-；

三个单端信号二输出端分别为单端信号二输出端A、单端信号二输出端B、单端信号二输出端Z；其中，

差分信号二输入端A+、差分信号二输入端A-对应于单端信号二输出端A，差分信号二输入端B+、差分信号二输入端B-对应于单端信号二输出端B，差分信号二输入端Z+、差分信号二输入端Z-对应于单端信号二输出端Z。

本实施例中，切换开关300采用继电器K1，即该继电器K1具有一转换触点，该转换触点分别串接在差分信号输入接口与第一信号转换单元100之间的回路上、以及差分信号输入接口与第二信号转换单元200之间的回路上。

如图6所示，控制部400包括：电阻五R5，其一端耦接于选择开关500的输出端，其另一端耦接至电阻六R6后接地；三极管Q1，其基极耦接于电阻五R5与电阻六R6之间的连接点上，其集电极耦接至切换开关300的线圈后耦接于Vcc电压，其发射极接地；二极管D1，其两端反并联在切换开关300线圈的两端。

在本实施例中，第一信号转换单元100、第二信号转换单元200的输出端上均耦接有CPLD芯片，CPLD芯片的电路如图4所示，CPLD芯片的型号为EPM7256AETC100，CPLD芯片的28串口分别耦接于第一差分信号转换芯片的单端信号一输出端A、第二差分信号转换芯片的单端信号二输出端A，CPLD芯片的29串口分别耦接于第一差分信号转换芯片的单端信号一输出端B、第二差分信号转换芯片的单端信号二输出端B，CPLD芯片的27串口分别耦接于第一差分信号转换芯片的单端信号一输出端Z、第二差分信号转换芯片的单端信号二输出端Z；其中，在CPLD芯片的输出端上分别连接有并口信号输出接口、数据线和地址线。

其中，电源模块600的电路如图3所示，电源模块600用于提供第一差分信号转换芯片、第二差分信号转换芯片、CPLD芯片稳定的VDD工作电压。

工作过程：

在实际工业工况中，若需要转换24V的差分信号时，用户将差分信号输入接口接入到该系统中以接收24V的差分信号，并按下选择开关500，选择开关500输出一高电平的选择信号至三极管Q1的基极，三极管Q1导通，控制继电器K1的线圈得电，继电器K1的线圈吸和其转换触点，以将转换触点跳接到差分信号输入接口与第二信号转换单元200之间的回路上，以通过第二信号转换单元200将24V的差分信号转换为24V的单端信号，并从单端信号输出接口中输出以供后续的控制芯片采集处理；

若需要转换5V得到差分信号时，用户无需按下选择开关500，继电器K1的转换触点在初始工位，直接导通差分信号输入接口与第一信号转换单元100之间的回路上，用户将差分信号输入接口接入到该系统中接收5V的差分信号，即可通过第一信号转换单元100将此5V的差分信号转换为5V的单端信号从单端信号输出接口中输出。

实施例二：

如图5所示，选择开关500具有若干接口，每一接口均耦接有一按键510，按键510采用自锁按键510。该选择开关500用于仅在检测到预设的接口耦接的按键510被同时操作时输出一选择信号至控制部400中。

选择开关500包括：

接口一S1，其一端耦接于电压Vcc；

接口二S2，其一端耦接于电压Vcc；

接口三S3，其一端耦接于电压Vcc；

接口四S4，其一端耦接于电压Vcc；

反相器一F1，其一端耦接于接口一S1的另一端；

与门电路一U1，其具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接于接口二S2的另一端，其第二输入端耦接于接口三S3的另一端；

反相器二F2，其一端耦接于接口四S4的另一端；

与门电路二U2，其具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其第一输入端耦接于反相器一F1的输出端，其第二输入端耦接于与门电路一U1的输出端，其第三输入端耦接于反相器二F2的输出端。

选择开关500多个按键510的设置，且仅当与预设的接口耦接的按键510被同时操作时，才能使得该选择开关500输出一高电平的选择信号至控制部400中，一方面避免了无关人员的使用，其次能够避免用户平时的误操作。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。