[实用新型]一种多通道数据采集前端偏置电路

说明书

技术领域

本实用新型属于数据采集电路，更具体地，涉及一种多通道数据采集前端偏置电路，可用于电子设备测试。

背景技术

在电路设计过程中常需要对多通道的数据进行采集，通常存在所采集的信号电压幅值超过AD芯片电压量程的情况，需要将所采集数据电压偏置到AD芯片量程范围内，因此多通道数据采集前端偏置电路对于数据采集是否精确至关重要。在多通道数据采集电路中一般采用多通道输入的AD芯片，然而在AD芯片输入需要隔离的情况下，将导致隔离芯片的使用成倍增长，不利于低成本和小型化；另一种方式是采用模拟开关对多通道数据进行切换，然而偏置电路比率选取不合适和阻抗不匹配都会影响采集精度。因此，以上两种方式均不能兼顾对低成本、小型化和测量精度的要求。

发明内容

本实用新型提供一种多通道数据采集前端偏置电路，旨在解决现有技术对多通道数据采集的高成本、体积大、精度低的问题。

本实用新型所提供的一种多通道数据采集前端偏置电路，包括2^M路输入电路、2^M个运算放大器、一个模拟开关和一个隔离放大器，2≤M≤5，其特征在于：

所述2^M路输入电路的组成元件和结构相同，各自分别均包括电感L1、电感L2、电容C1以及电阻R1、电阻R2；电感L1和电感L2并联后，一端作为一路采集信号输入端，另一端通过电容C1接地，同时通过串联的电阻R2和电阻R1接地；

所述2^M个运算放大器的组成结构相同，2^M路输入电路中的电阻R2和电阻R1的连接点分别与2^M个运算放大器的正向输入端连接，2^M个运算放大器的输出端分别连接模拟开关的2^M个模拟信号输入端；经模拟开关选通后的输出信号经过隔离放大器进行隔离，再接入AD芯片输入端；

所述电阻R1和电阻R2满足关系：其中，V₁为所采集的信号电压最大幅值，V₂为AD芯片采集量程的电压最大值。

本实用新型中，输入电路的电感L1、电感L2和电容C1构成滤波电路，电阻R1、R2构成偏置分压电路，运算放大器N2起到阻抗匹配和电压跟随作用，模拟开关N6对分压后的多路信号进行选通，隔离放大器N5起到信号隔离作用。

各路采集信号通过电感L1、L2和电容C1进行滤波；然后由电阻R1、R2偏置成AD量程范围内的电压；再经过运算放大器N2电压跟随后输入N6，经模拟开关N6选通后的输出信号经过隔离放大器N5进行隔离，接入AD芯片输入端。

本实用新型成本低、体积小、信号测量稳定性好，能够完成多路通道数据的采集，通过实测，能够保证通过偏置后的被采集信号和AD输入端信号误差在5 2MV内，保证采集信号更加精准。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路示意图；

图2为图1在不采用阻抗匹配电路时的等效电路图；

图3为图1的等效电路图。

图中字符说明如下：

YLCL1+为被采集信号其中的1路；

YLCL1～YLCL8为通过LC滤波和电阻偏置后的8路被采集信号；

308A0～308A2、308EN分别为模拟开关的通道选择控制和使能端；

GND为接地端；

+5V5、-5V5分别为隔离前端供电电源正、负端；

+5VAD、-5VAD、AGND分别为隔离后端供电电源正、负端和接地端。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型的实施例，包括8路输入电路、8个运算放大器、一个模拟开关和一个隔离放大器；

所述8路输入电路的组成元件和结构相同，各自分别均包括电感L1、电感L2、电容C1以及电阻R1、电阻R2；电感L1和电感L2并联后，一端作为一路采集信号输入端，另一端通过电容C1接地，同时通过串联的电阻R2和电阻R1接地；