[发明专利]一种直流正负双极信号隔离转换成单极性信号的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号处理电路，尤其涉及一种直流正负双极信号隔离转换成单极性信号的电路。

背景技术

在工业控制领域，直流正负双极信号的运用很普遍，例如PLC、发送器、电机控制等。在实际应用中，为了有效的抑制控制设备与执行设备之间共模噪声、公共地干扰以及实现控制设备接口与执行设备接口的信号匹配及阻抗匹配，通常将信号进行有效的隔离并转换成单极性信号以与其他器件相匹配。

现有技术中直流正负双极信号隔离转换成直流单极性信号的实现方法通常是线性光耦隔离转换电路，其原理框图如图1所示，由1个加法电路或减法电路、两个光电耦合器(1)和(2)、两个偏置输入电路(1)和(2)和一个差分放大电路组成。加法电路或减法电路是用于将输入的正负双极信号转换为单级信号。因为光电耦合器有其特有的工作线性区，偏置输入是用来调节光电耦合器(1)的输入电流，使其工作在线性区。而光电耦合器(2)和偏置输入(2)通过差分放大电路来耦合光电耦合器(1)的漂移和非线性。差分放大电路还用来得到放大的模拟信号。

此电路中常用的加法电路如图2所示，根据放大器“虚短”和“虚断”的特点，N和P两点处的电压均为0，且流过N和P两点的电流均为0，根据节点N的电流方程，可以得出：

VrefR5+VinR4=-(-Vo)R6⇒Vo=(VrefR5+VinR4)×R6]]>

当Vin＝-5V～5V，取R₄＝R₅＝R₆，取Vref为5V，则Vo＝0～10V，从而将双极信号转换为单极信号。此电路需要严格选配电阻，即既需要考虑所有电阻阻值趋于一致，又要使外接电阻平衡，才能得到上述的计算公式。

此电路常用减法电路如图3所示，根据放大器“虚短”和“虚断”的特点，利用叠加定律，可以得出：