[发明专利]一种自适应单端口三态电压信号采集器

说明书

本发明提供了一种自适应单端口三态电压信号采集器，包括一个正向开关、一个反向开关、电压跟随器和负反馈放大器，所述正向开关和反向开关均为开关二极管，正向开关的正极和反向开关的负极为信号输入端，接输入电压信号，正向开关的负极和反向开关的正极为信号输出端；电压跟随器的输入接正向开关的输出端，负反馈放大器的输入接反向开关的输出端。本发明能够自动识别输入信号的三种电压状态，简化了电路，提高了采集器的可靠性，节约了有限资源。

技术领域

本发明属于信号采集技术，涉及一种单端口携带三种状态电压信号的自适应采集电路。

背景技术

单端口三态电压是指一个信号端口上有正电压、零电压与负电压三种状态电压信号，一般出现在机载摄像机，机载伺服舵机等测控端口中。如此状态的信号监测，公知的方法是：采用A/D转换器实现，即三态电压信号经过一个信号调理电路，变为适合A/D转换器输入电压范围的信号，再由一个微处理器控制A/D转换器，把电压转换为数字信号。当输入信号的电压具有连续线性变化趋势时，用此方法可行；当输入信号仅仅是三种电压状态，中间没有任何线性变化时，用此方法，则存在硬件电路复杂及数据存储资源浪费现象。

以机载摄像机为例，要对摄像机的焦距工作状态(长焦状态：+6V，停止变焦：0V，短焦状态：－6V)进行采集，需要1个信号调理电路和1片A/D转换器，若选用1个8位A/D转换器采集状态，至少需要8bit数据即1个字节的数据存储单元，这样，若对机载摄像机除焦距之外的镜头和光圈工作状态进行采集，就需要增加2个调理电路，和3个模拟开关，A/D转换后的状态数据，必须占用3个字节的存储单元，显然，要实现机载摄像机状态监测，不仅要增加硬件电路元件数量，降低可靠性，还要占用无线电数据链的机载数据传输带宽，大大浪费了有限资源。

发明内容

为了克服现有状态采集器硬件电路复杂、状态采集受控及存储资源浪费的不足，本发明提供一种自适应单端口三态电压采集器，即无需控制，自动识别一个端口三种状态电压并转换成二进制状态数据，既能简化采集器硬件电路，提高采集器可靠性，又可节约数据存储资源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括三态电压自适应选择器、同相电平转换器与反相电平转换器。

所述三态电压自适应选择器包括一个正向开关和一个反向开关，所述正向开关和反向开关均为开关二极管，正向开关的正极和反向开关的负极为信号输入端，接输入电压信号，正向开关的负极和反向开关的正极为信号输出端；所述同相电平转换器为电压跟随器，电压跟随器的输入接正向开关的输出端；所述反相电平转换器为负反馈放大器，负反馈放大器的输入接反向开关的输出端。

本发明的有益效果是：由于采用了三态电压自适应选择器，能够自动识别输入信号的三种电压状态；由于采用了同相/反相电平转换器，使单端口三种电压转换成2bit二进制数值状态，去除了公知采集器中的A/D转换器，简化了电路，提高了采集器的可靠性，节约了有限资源。本发明克服了公知采集器电路复杂，存储资源浪费的不足，取得了无需微处理器控制，无需A/D转换器即可实现单端口三种电压状态的自适应采集，仅用2bit二进制数值即可表示三种状态的效果。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图中，1-输入状态电压，2-正向开关，3-反向开关，4-同相电平转换器，5-反相电平转换器，6-第1位状态输出，7-第2位状态输出；

图2是状态采集器电路组成图；

图中，R1－电阻10K，R2－电阻100K，R3－电阻11K，R4－电阻10K，N1－双边电源线性运算放大器，N2－双边电源线性运算放大器，Vi－输入电压，V_i1－二极管V1的输出电压，V_i2－二极管V2的输出电压，V_o1－第1位输出状态，V_o2－第2位输出状态；