[发明专利]一种多通道信号变换输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及微弱信号处理技术领域，尤其涉及一种多通道信号变换输出装置。

背景技术

随着现在电子技术的发展，传感器技术应用不断广泛，而在一些对传感器输出的微弱信号进行必要的调理(幅度、波形)输出变换，以便实现信号测量及数据处理的目的，为此设计一款成本低，应用范围广，各输出通道信号相互隔离且无干扰，更好的适应环境要求，从而促使我们在设计中着重于提高抗干扰能力上，来研制一款精度高、稳定性强的输出信号变换装置成为趋势。

发明内容

本发明的目的是为了便于输入多路微弱的信号波形进行测量与数据处理，针对多路输入的微弱信号进行必要的调理变换，从而提出研制一种多通道信号变换输出装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

这种多通道信号变换输出装置包括：仪器外壳前面板、仪器外壳后面板、变压器电源电路模块、信号变换电路模块、信号输入电路模块、滤波选择电路模块、自动增益电路模块、隔离输出电路模块，其中：仪器外壳前面板是用于实现每路通道信号输入及滤波选择，方便操作人员操作，并保护电路模块；仪器外壳后面板是用于信号通道输出，方便操作人员检测输出信号；变压器电源电路模块是用于给系统供电，保证系统能够正常可靠运行；信号变换电路模块是用于放置多个相同的单元变换电路模块，每个单元电路模块分别实现信号的输入、信号的输出；信号输入电路模块是用于对输入的信号进行限幅保护，保证信号输入输出；滤波选择电路模块是用于对输入波形信号进行杂波滤除，保证输入波形信号纯净；自动增益电路模块是用于对输入滤波后的信号进行幅度自动放大，保证波形信号可以稳定输出；隔离输出电路模块是用于输出信号相互隔离，保证输出信号互不干扰。

所述的信号输入电路模块实现过程为：二极管和差分放大器组成，二极管对输入信号进行限幅保护，差分信号输入，单端信号输出，消除输入信号噪声，提高共模抑制能力。

所述的滤波选择电路模块实现过程为：由运算放大器、电阻、电容组成巴特沃斯滤波器，输入信号连接到滤波器，通过选择50Hz-5MHz不同频段范围内滤波器，将杂波干扰信号滤除，从而保证输出纯净的波形信号。

所述的自动增益电路模块实现过程为：由运算放大器、电位器组成了同相放大电路，由滤波后的信号接入到运算放大器中，根据输入波形信号的大小，自动放大波形信号输出，从而保证输出稳定可靠的信号。

所述的隔离输出电路模块实现过程为：将自动增益输出的波形信号连接到光电隔离芯片，然后通过光电隔离芯片保证输出的信号相互隔离互不干扰。

所述的变压器电源电路模块实现过程为：由变压器和电源稳压芯片组成，变压器输出电压供给电源稳压芯片，降压输出5V电压供给其它电路模块，保证系统正常工作。

经由上述方案可知，本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明在设计中实现多个通道同时变换输出，能够将多个通道的信号放大并变换输出，通道之间相互隔离，其结构简单、输出稳定，精度高、可靠性好。

(2)本发明在设计中实现多频段的滤波选择器，保证每个通道信号在不同的频段范围内滤出杂波，消除干扰，输出较为纯净信号，其抗干扰性强。

(3)本发明在设计过程中使用了过压过流保护，简化了仪器设备的设计结构，为设备便携化提供技术支持，操作方便，可视化效果好，硬件系统配合完美，满足多种工作环境使用，便于对工业仪器仪表的调试、检测维护。

附图说明

图1是本发明一种多通道信号变换装置的结构组成分解示意图；

图2是本发明一种多通道信号变换装置的信号单元变换电路原理框图；

具体实施方式

如图1所示，本发明研制的多通道信号变换输出装置主要由仪器罩壳的前面板11、仪器罩壳的后面板12、变压器电源电路模块13、信号变换电路模块14组成。其中各模块的装配组成情况如下：

电源变压器电路模块13固定于仪器罩壳内，然后供电给信号变换电路模块14，仪器前面板11的输入通道分别连接到信号变换电路模块14的各个单元变换电路上，各个单元变换电路连接到仪器罩壳后面板12上的输出端子，实现波形信号输出，构成一款多通道信号变换输出装置。

如图2所示，本发明的多通道信号变换装置的信号单元变换电路模块主要包括：信号输入电路模块21、滤波器选择电路模块22、自动增益电路模块23、隔离输出电路模块24、电源电路模块25组成。其中各部分的具体电路连接结构和连接关系如下：