一种用于工业相机的可配置触发输入电路

本发明涉及输入电路，具体提供一种用于工业相机的可配置触发输入电路。

背景技术：

1、随着经济和科技的飞速发展，工业相机得到了越来越广泛的应用，为应对日渐复杂的应用环境，对相机自身的适应性要求也越来越高。外触发输入接口是一种允许外部设备或信号触发工业相机进行图像捕获的物理或电气接口，其他设备或系统通过这些接口触发相机的图像采集或其他操作，以保证相机能够在特定的时刻或事件下采集图像。在自动化生产线、高速摄像、医学成像、机器视觉系统等领域中，外触发输入接口的应用非常广泛。

2、外触发信号通常是数字信号，但不同设备或系统对触发信号的信号类型、电平标准和接口形式的要求都不完全相同。例如：触发信号输出电路分为集电极开漏(oc门)输出和推挽输出两种类型，集电极开漏(oc门)输出的电路类型无法直接输出高电平，必须在触发信号输入端外接上拉电阻以提供输出高电平的能力；推挽输出电路能够直接输出高、低电平，但其高电平有3.3v、5v、7v、12v等多种电压值，如果在触发信号输入端使用上拉电阻上拉到错误的电压很可能导致接口电路烧毁。目前市场上现有的工业相机一般只具备宽电压输入能力，无法同时支持集电极开漏(oc门)输出和推挽输出两种类型，也无法在信号隔离与不隔离间切换，适应性有限。

3、综上所述，如何设计一种用于工业相机的输入电路，以避免上述触发输入电路兼容性差、适应性和灵活性不高的问题，是当下亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提供了一种用于工业相机的可配置触发输入电路，可根据外部输入信号的类型和实际应用场景进行适应性配置，解决了现有触发输入电路兼容性不佳的问题。

2、本发明提供的一种用于工业相机的可配置触发输入电路，具体包括：

3、触发输入单元，用于接收外部设备发送的触发信号；

4、光电隔离单元，用于实现“电-光-电”的转换，将输入信号与输出信号进行光电隔离；

5、输出单元，用于为光电隔离单元提供输出电流能力，为输出信号提供合适的电压幅度；

6、隔离选择单元，用于控制外部触发输入信号与内部信号是否隔离；

7、上拉选择单元，用于控制是否为外部触发输入信号提供上拉电阻。

8、进一步地，隔离选择单元和上拉选择单元采用sgm4717模拟信号开关芯片；sgm4717模拟信号开关芯片内置了两路模拟开关并分别供隔离选择单元和上拉选择单元使用。

9、进一步地，sgm4717模拟信号开关芯片提供的供上拉选择单元使用的输入控制信号pull-up_en和供隔离选择单元使用的输入控制信号isolate_en由fpga控制。

10、进一步地，隔离选择单元中，当输入控制信号isolate_en为低电平时，外部触发输入信号与内部信号隔离；当输入控制信号isolate_en为高电平时，外部触发输入信号与内部信号共地。

11、进一步地，上拉选择单元中，当控制信号pull-up_en为低电平时，外部触发输入信号与内部信号隔离；当输入控制信号为高电平时，为外部触发输入信号提供上拉电阻。

12、进一步地，当控制信号pull-up_en为低电平时，sgm4717模拟信号开关芯片的3脚与5脚导通，其中5脚为悬空引脚；此时外部触发输入信号直接进入光电隔离单元并与内部信号隔离。

13、进一步地，当控制信号pull-up_en为高电平时，sgm4717模拟信号开关芯片的3脚与2脚导通，其中2脚为5v，即为外部触发输入信号提供了上拉到5v的上拉电阻。

14、进一步地，为外部触发输入信号所提供的上拉电阻的阻值为1k欧姆。

15、进一步地，光电隔离单元包括限流电阻r2和光耦芯片v1；限流电阻r2的阻值为1k欧姆，光耦芯片v1为pc817c光耦。

16、进一步地，输出单元包括上拉电阻r1，上拉电阻r1的阻值为1k欧姆，输出单元的最大输出电流为5ma。

17、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：本发明在常规触发输入电路的基础上，加入了隔离选择单元和上拉选择单元，可解决现有触发输入电路兼容性差的问题，可兼容3.3v、5v、7v、12v等多种电平标准，且可以根据外部输入信号的类型和实际应用场景进行适应性配置，具有较高的灵活性和通用性。

技术特征：

1.一种用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，所述隔离选择单元和上拉选择单元采用sgm4717模拟信号开关芯片；所述sgm4717模拟信号开关芯片内置了两路模拟开关并分别供隔离选择单元和上拉选择单元使用。

3.根据权利要求2所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，所述sgm4717模拟信号开关芯片提供的供上拉选择单元使用的输入控制信号pull-up_en和供隔离选择单元使用的输入控制信号isolate_en由fpga控制。

4.根据权利要求3所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，所述隔离选择单元中，当输入控制信号isolate_en为低电平时，外部触发输入信号与内部信号隔离；当输入控制信号isolate_en为高电平时，外部触发输入信号与内部信号共地。

5.根据权利要求4所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，所述上拉选择单元中，当控制信号pull-up_en为低电平时，外部触发输入信号与内部信号隔离；当输入控制信号为高电平时，为外部触发输入信号提供上拉电阻。

6.根据权利要求5所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，当控制信号pull-up_en为低电平时，sgm4717模拟信号开关芯片的3脚与5脚导通，其中5脚为悬空引脚；此时外部触发输入信号直接进入光电隔离单元并与内部信号隔离。

7.根据权利要求6所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，当控制信号pull-up_en为高电平时，sgm4717模拟信号开关芯片的3脚与2脚导通，其中2脚为5v，即为外部触发输入信号提供了上拉到5v的上拉电阻。

8.根据权利要求7所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，为外部触发输入信号所提供的上拉电阻的阻值为1k欧姆。

9.根据权利要求8所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，所述光电隔离单元包括限流电阻r2和光耦芯片v1；限流电阻r2的阻值为1k欧姆，光耦芯片v1为pc817c光耦。

10.根据权利要求9所述的用于工业相机的可配置触发输入电路，其特征在于，所述输出单元包括上拉电阻r1，上拉电阻r1的阻值为1k欧姆，输出单元的最大输出电流为5ma。

技术总结
本发明涉及输入电路技术领域，具体涉及一种用于工业相机的可配置触发输入电路，包括触发输入单元，为整个电路提供了一个信号输入物理接口，用于接收外部设备发送的触发信号；光电隔离单元，用于实现“电‑光‑电”的转换，将输入信号与输出信号进行光电隔离；输出单元，用于为光电隔离单元提供输出电流能力，为输出信号提供合适的电压幅度；隔离选择单元，用于控制外部触发输入信号与内部信号是否隔离；上拉选择单元，用于控制是否为外部触发输入信号提供上拉电阻；隔离选择单元和上拉选择单元采用SGM4717模拟信号开关芯片。本发明中的输入电路具有较高的灵活性，可根据实际需求进行适应性配置，具有较好的电路兼容性。

技术研发人员：孙海江,王佳松,王嘉成
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8