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关于两路开关量信号采集电路图的解析

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简介:
本文将详细解析用于采集两种不同开关量信号的电路设计,包括其工作原理、元件选择及实际应用中的注意事项。 一种220V交流开关量信号采集电路设计如下:首先通过二极管D1进行整流处理,然后经过电阻R1、R2的分压操作,MCU芯片自带的内置AD输入引脚将该模拟信号转换为数字信号。内部程序和算法对这些数据进行有效识别,并由另一个I/O引脚通过隔离光耦生成高低电平反向输出。最后,经U3A再次反转后,实现了交流开关量与低压隔离直流信号的一一对应关系,完成了采集过程。 为了防止意外的高压冲击MCU芯片AD输入口,在整流和分压后的模拟信号上添加了双二级管D3进行保护。二极管D2、电阻R3、MOS管Q1及控制电路共同构成一个负载泄放回路,有效避免线路感应信号对采集到的有效交流开关量的干扰,确保其准确性。 此外还设计了一种适用于各种开关状态监控(如循环泵工作情况或进出仓阀门开闭)的直流24V电压输入型开关量采集电路。当输入范围为18~24VDC时认定设备处于运行状态;低于此阈值则表示停止。这样的设置有助于在复杂环境和电气特性条件下保持稳定可靠的信号监控功能。

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    本文将详细解析用于采集两种不同开关量信号的电路设计,包括其工作原理、元件选择及实际应用中的注意事项。 一种220V交流开关量信号采集电路设计如下:首先通过二极管D1进行整流处理,然后经过电阻R1、R2的分压操作,MCU芯片自带的内置AD输入引脚将该模拟信号转换为数字信号。内部程序和算法对这些数据进行有效识别,并由另一个I/O引脚通过隔离光耦生成高低电平反向输出。最后,经U3A再次反转后,实现了交流开关量与低压隔离直流信号的一一对应关系,完成了采集过程。 为了防止意外的高压冲击MCU芯片AD输入口,在整流和分压后的模拟信号上添加了双二级管D3进行保护。二极管D2、电阻R3、MOS管Q1及控制电路共同构成一个负载泄放回路,有效避免线路感应信号对采集到的有效交流开关量的干扰,确保其准确性。 此外还设计了一种适用于各种开关状态监控(如循环泵工作情况或进出仓阀门开闭)的直流24V电压输入型开关量采集电路。当输入范围为18~24VDC时认定设备处于运行状态;低于此阈值则表示停止。这样的设置有助于在复杂环境和电气特性条件下保持稳定可靠的信号监控功能。
  • UC3842
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    本文章深入剖析了基于UC3842芯片设计的开关电源工作原理与应用技巧,提供详尽的电路图解和调试指南。 使用UC3842设计的开关电源,并用Protel DXP绘制原理图。
  • L6561
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    本资料深入剖析L6561芯片在开关电源中的应用,提供详尽的电路设计指导与实例分析。 本段落主要介绍L6561开关电源电路原理图,一起来学习一下。
  • STC12交流
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    本设计提供了一种基于STC12单片机的交流信号采集电路方案,适用于电力系统监测、工业控制等领域,能够高效准确地捕捉和处理模拟信号。 ### STC12交流信号采样电路图解析 #### 一、概述 本段落将详细介绍一个基于STC12单片机的交流信号采样电路设计。该电路的主要目的是实现对交流信号的有效采样,以便后续的数据处理和分析。在电路设计中,采用了一系列精密电阻、电容和其他元件来确保信号采样的准确性和稳定性。 #### 二、电路结构及原理 ##### 2.1 整体框架 根据提供的电路图内容,可以看出整个电路由多个独立但相互关联的模块组成,每个模块负责采集一路交流信号,并将其转换为适合单片机处理的形式。具体来说,整个电路包括以下几大部分: 1. **电源管理模块**:负责提供稳定的电源电压。 2. **信号调理模块**:包括多个独立的信号调理电路,用于将输入的交流信号转换为可被单片机读取的电压信号。 3. **接口电路**:包括RS485通信接口等,用于与外部设备进行数据交换。 ##### 2.2 电源管理模块 电源管理部分主要包括两个电压源:+5V 和 ±15V。其中+5V电源用于为单片机供电,而±15V则用于信号调理电路中的运算放大器等元件的供电。 - **+5V 电源**:通过VCC_+5V符号表示,为整个电路提供稳定的直流电源。 - **±15V 电源**:通过VCC=VCC_+15V 和 VCC=VCC_-15V 表示,用于为运算放大器UB1~UB4提供双电源供电,确保其正常工作。 ##### 2.3 信号调理模块 信号调理模块是该电路的核心部分,主要用于将交流信号转换为适合单片机处理的形式。每一组信号调理电路都包含以下几个关键组成部分: - **信号输入端**:通常标记为L(Live)和N(Neutral),即火线和零线。 - **信号采样电阻**:如RB1~RB24,用于将交流信号降压至安全范围内。 - **滤波电容**:如CB4、CB6、CB8、CB10、CB12、CB14、CB16等,用于滤除高频噪声,保证信号的纯净度。 - **运算放大器**:如UB1~UB4,用于对采样后的信号进行放大和处理。 每组信号调理电路最终输出的信号标记为Vout1~Vout8,这些信号可以直接送入单片机进行进一步的处理和分析。 ##### 2.4 接口电路 除了信号调理电路外,电路图还包含了RS485通信接口的部分,用于与外部设备进行通信。这一部分主要包括以下组件: - **RS485差分信号线**:通过485-和485+表示,用于发送和接收数据。 - **RS485电源**:通过VCC_+5V表示,为RS485接口提供必要的工作电压。 - **接地参考点**:通过GND_485表示,作为RS485通信的公共地线。 #### 三、电路工作原理详解 ##### 3.1 信号调理过程 信号调理电路的工作流程大致如下: 1. **信号降压**:交流信号通过采样电阻(如RB1~RB24)降压到安全范围内的电压水平。 2. **信号滤波**:经过降压的信号通过滤波电容(如CB4、CB6等)去除高频噪声。 3. **信号放大**:滤波后的信号进入运算放大器(如UB1~UB4)进行放大处理,使得信号幅度符合后续处理的要求。 4. **信号输出**:最终输出的信号(Vout1~Vout8)可以送入单片机进行采样和处理。 ##### 3.2 RS485通信接口 RS485接口电路主要用于与外部设备进行通信,其工作原理如下: 1. **信号发送**:通过485+和485-两条差分信号线发送数据。 2. **信号接收**:同样通过这两条差分信号线接收来自外部设备的数据。 3. **电源供应**:通过VCC_+5V为RS485接口芯片供电。 4. **接地参考**:通过GND_485提供一个共同的接地参考点,保证数据传输的稳定性。 #### 四、结论 基于STC12单片机的交流信号采样电路是一种实用的设计方案,能够有效地对交流信号进行采样并进行相应的处理。通过合理的电路布局和元件选择,不仅可以提高信号采样的准确性
  • 八位拨码
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    本文详细解析了八位拨码开关的工作原理及应用,并提供了其电路图,帮助读者理解如何利用该组件进行数字选择和设置。 拨码开关相当于一个开关量,在ON位置表示接通,在OFF位置则断开。在数字电路中,“0”和“1”通常用于二进制输入。本课题的最小系统板使用八位拨码开关作为字节的输入,当拨到ON时等同于输入“1”,默认情况下为“0”。
  • 单键
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    《单键电子开关电路图集》汇集了各种基于单一按键控制的电子开关电路设计,适用于从初学者到专业人士的不同需求。 在电子工程领域,单按键电子开关电路是一种常见的设计方式,它允许用户通过一个按钮来控制设备的开启与关闭功能。这种电路通常使用微控制器或者特定逻辑门电路实现,并可应用于各种电子设备中,如玩具、家用电器和便携式装置等。 该类型的电路核心在于轻触按钮开关(瞬态开关),这类机械输入设备能够在短暂按下时改变电路的状态。不同形状的按钮设计在实际应用中的功能是相同的:提供一个触发点来控制电路通断状态的变化。 单按键电子开关通常会包含微控制器或集成逻辑门芯片,如74系列等,用于处理按钮信号并决定电源开闭操作。例如,在防止因机械抖动引起的误触问题上,可以使用消抖电路通过RC网络或者利用微控制器内置的定时器延时来确保只有在持续按下一段时间后才被确认为有效指令。 控制电源的方法主要有两种:一是直接由微控制器管理电源芯片(如LDO或开关稳压器)的状态;二是采用单按键实现复位功能,使设备进入待机模式。为了避免长时间误按导致的系统关闭问题,电路设计通常包含自保持机制,在完成一次开/关操作后自动锁定该状态直到再次按下按钮。 在学习和构建此类电路时,详细的电路图、说明文档或编程代码是非常有用的资源。通过这些资料可以了解到如何连接开关与控制器以及编写相关程序来实现单按键控制电源的功能。这类设计集不仅覆盖了电子基础理论知识还涉及微控制器编程及逻辑门应用技术,对于希望提升自身技能水平的工程师和爱好者而言具有重要的参考价值。 总之,单按键电子开关电路图资料能够提供全面的知识和技术支持帮助人们深入理解和掌握相关的设计技巧与实践方法。
  • 设计
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    本项目旨在设计用于捕捉人体肌肉活动信号的高效电路。通过优化肌电传感器与放大器模块,确保获取准确、稳定的生物电信号,为后续分析提供坚实基础。 SEMG肌电采集板包括原理图和PCB设计。其原理图包含前置放大电路、滤波电路、二级放大电路以及电平抬升电路。 前置放大电路由仪表放大器构成,通过电极板采集微弱的SEMG信号(0~2mv)。滤波电路则包含了二阶有源高通滤波和二阶有源低通滤波,并且具备50Hz工频干扰过滤功能。这些设计可以有效去除低于20Hz、等于50Hz以及高于500Hz的噪声,确保信号纯净度。 经过二级放大电路后输出较为干净的SEMG信号(-1~1v),然后通过电平抬升电路将该信号提升至适合单片机采集的标准范围:0~2v。整个系统设计灵活,可以调整滤波电阻和电容以适应不同的频段需求。
  • 简易
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    《简易开关电源电路解析》是一本深入浅出地介绍开关电源工作原理及设计技巧的专业书籍。书中详细解释了各种常见的开关电源电路结构和应用实例,并提供实用的设计建议与故障排除方法,非常适合电子爱好者和工程师阅读参考。 开关电源电路图如所示。虽然稳压精度不高,但能满足一般需求,并且该电路结构简单,使用常规元件,成本低廉,输出允许开路或短路。 市电经过D1整流及C1滤波后得到约300V的直流电压加在变压器的①脚(L1的上端)。同时此电压通过R1给V1提供偏置使其微微导通。
  • 4-20mA模拟——三例详
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    本文深入解析了三种典型的4-20mA模拟信号采集电路设计,通过详实案例帮助读者掌握电路原理与应用技巧。 4-20mA模拟量采集电路(一)介绍了一种两线制4-20mA信号隔离调理器ISO4-20mA-P。它是SUNYUAN ISO4-20mA系列的产品,包含电流信号调制解调和信号耦合隔离变换等内部功能模块。该产品具有非常低的输入等效电阻,能够采集传感器回路中的超宽范围电压。 在4-20mA模拟量采集电路(二)中,我们设计了一个简单的转换电路来将4-20mA电流转化为0.6V到3V之间的电压信号。要获取4-20mA的电流值,首先需要将其转换为相应的电压信号,并通过单片机12位ADC进行采样处理。这样可以得到一个范围在0至VCC(例如3伏特)内的数字输出结果,即从0~4095的变化区间内读取数据。 对于4-20mA模拟量采集电路(三),系统设计中考虑的是以传感器作为前端设备,并且接收的标准信号为4mA到20mA。这样的设计方案具有通用性,可以连接不同的传感器来获取不同类型的输入源信息。由于A/D转换过程需要电压参考点,因此在这个应用场景下,参考基准也是基于电压值的设定。 以上就是关于4-20mA模拟量采集电路的基本介绍和操作流程说明。