[发明专利]一种信号采集电路及信号采集器

说明书

本发明实施例公开了一种信号采集电路及信号采集器，用以解决现有信号采集电路中共模电压对采集信号存在影响的问题，消除共模电压的影响，同时提高信号采集速度，降低成本。信号采集电路，包括：第一电流源、第二电流源、第三电流源、第四电流源、电源正极公共总线、电源负极公共总线、稳压管以及采样电阻；其中，第一电流源、稳压管以及第二电流源串接在电源正极公共总线和电源负极公共总线之间；第四电流源与采样电阻串联组成的支路，与第三电流源并联之后，连接在稳压管阳极端与电源正极公共总线之间；第三电流源连接采样信号负端，第四电流源连接采样信号正端，采样信号输出端连接至第四电流源与采样电阻的中间节点。

技术领域

本发明涉及信号采集技术领域，尤其是涉及一种信号采集电路及信号采集器。

背景技术

随着数字信号处理理论和计算机的不断发展，现代工业生产和科学技术研究都需要借助数字处理方法，进行数字处理的前提是将所研究的对象进行数字化，也即数据采集与处理。常规的多信号采集电路，如图1所示，分流器11信号较小，一般为几十毫伏级别，需要使用差分放大或三运放电路进行放大再送入数模转换器ADC读取。信号采集电路板10上的所有信号采集电路与电源负极公共总线均共地，其电路简单，成本优势大，被广泛应用于包括通信电源系统的各种应用环境中。

但是，在一些特殊情况下信号采集电路的共模电压会比较高，例如：线上电流形成压差、串接设备等，都会导致输入信号的共模电压较高。如图2所示，电池如果串接充电限流模块20，将导致采集的分流器信号上叠加共模电压。

为了抑制采集的分流器信号上叠加的共模电压，现有技术中常用共模抑制比极高的三运放放大电路来采集分流器信号，典型电路，如图3所示，其中，第一级放大器常采用MC33172，放大倍数为27.67，第二级放大器采用OPA2171，放大倍数为1。其共模抑制比典型值为118分贝(dB)。但是，在共模电压过高(例如：接触开关断开后，分流器将与电源负极公共总线产生较大共模电压)时，将可能导致运放输入超范围，运放将处于非正常状态，如果输入电压太高甚至可能损坏。

而为了解决多信号采集电路之间存在共模电压的问题，目前主流方案采用隔离光耦继电器来实现切换测量。如图4所示，信号采集电路板40供电共地点DGND与电源负极公共总线41之间是隔离的，其采用隔离的光耦继电器42控制接入信号的通断，同一时间有且只有一个信号接入信号采集电路板40，其它信号则断开。每次测量完成后切换接入信号时均需要切断当前信号后增加一定延迟再接入所需接入的信号，以防止存在共模电压的不同信号之间相互影响。

此种方案虽然能解决多信号采集电路之间存在共模电压的问题，但是多信号之间采集时，每次测量完成后切换接入信号时均需要切断当前信号后增加一定延迟再接入所需接入的信号，速度慢、而且每路采集信号电路需要两个隔离光耦继电器，成本高，同时采集电路板需要与信号实现隔离，如果在信号路数多的应用环境中该方案将变得非常复杂。

综上所述，现有抑制共模电压的方案，不能消除共模电压对采集信号的影响，而现有解决多信号采集电路之间共模电压的方案，采集速度慢，成本高，而且不适用于信号路数较多的应用环境。

发明内容

本发明实施例提供一种信号采集电路及信号采集器，用以解决现有信号采集电路中共模电压对采集信号存在影响的问题，消除共模电压的影响，同时提高信号采集速度，降低成本。

本发明实施例技术方案如下：