[发明专利]检测仪表输出极性程控转换器

摘要

本发明涉及一种检测仪表输出极性程控转换器。本发明包括电源模块、程控极性转换模块和输出电极。程控极性转换模块中D/A转换子模块、H桥开关子模块、A/D转换子模块和串口通讯子模块分别与微处理器连接，D/A转换子模块通过H桥开关子模块与A/D转换子模块连接。H桥开关子模块由4个N型场效应管、一个采样电阻和输出电极接头组成，采样电阻两端与A/D转换子模块的程控放大电路相连，输出电极接头分别连接输出电极。本发明采用由场效应管组成的H桥开关电路进行输出极性变换，实现了一种具有速度快、寿命长的可程控输出极性转换器，而且结构简单、工作可靠、制造成本低。

主权项

检测仪表输出极性程控转换器，包括电源模块、程控极性转换模块和输出电极，其特征在于：所述的电源模块通过一片LM338提供+24V、通过MC7815T提供+15V、通过LM7915CT提供-15V、通过另一片LM338提供+5V、通过MC7905T提供-5V、通过SPX1117M-3.3提供+3.3V电源，分别为程控极性转换模块的各子模块供电；程控极性转换模块包括微处理器、D/A转换子模块、H桥开关子模块、A/D转换子模块和串口通讯子模块；微处理器采用PHILIP公司的LPC2214芯片，与电源模块的+3.3V的输出连接；串口通讯子模块包括两片RS232芯片SP3232EEY，形成两个串口信号通道，一个实现和PC机互连，另一个实现和人机界面互连；D/A转换子模块包括D/A转换芯片MAX541AEPA、信号放大电路和功率放大电路；信号放大电路包括顺序串联的跟随电路、一级放大电路和二级放大电路；跟随电路采用一个运算放大器OP-77E、一级放大电路采用运算放大器OP-27E、二级放大电路采用运算放大器OP-37E，功率放大电路采用串联的三极管2N3725和2N3055；D/A转换子模块的输出电压传送到H桥开关子模块，作为H桥路的工作电压V+；D/A转换芯片MAX541AEPA与电源模块1的+5V的输出连接，一个运算放大器OP-77E、运算放大器OP-27E和运算放大器OP-37E均与电源模块的+24V和-5V的输出连接，功率放大电路与电源模块的+24V的输出连接；A/D转换子模块包括A/D转换芯片LTC1606AIG和程控放大器PGA204BP；程控放大器PGA204BP的输出通过另一个运算放大器OP-77E放大后，与A/D转换芯片的1脚连接；微处理器的98、105、106、108、109、114、115、116、117、118、120、124、125、127、129、130脚分别与A/D转换芯片LTC1606AIG的6～22脚连接；A/D转换芯片LTC1606AIG与电源模块的+5V的输出连接，程控放大器PGA204BP与电源模块的+15V和-15V的输出连接，另一个运算放大器OP-77E与电源模块的+15V和-15V的输出连接；H桥开关子模块包括4个N型场效应管、一个采样电阻RS和输出电极接头，采样电阻RS两端分别与A/D转换子模块的程控放大器PGA204BP的4脚和5脚连接，输出电极接头连接输出电极的两极；第一N型场效应管Q1的漏极和第三N型场效应管Q3的漏极均与D/A转换子模块的输出端连接，第一N型场效应管Q1的源极与第二N型场效应管Q2的漏极连接作为一个输出电极接头，第三N型场效应管Q3的源极与第四N型场效应管Q4的漏极均与采样电阻RS的一端连接，采样电阻RS的另一端作为另一个输出电极接头，第二N型场效应管Q2的源极和第四N型场效应管Q4的源极接地；4个N型场效应管的栅极作为各自的控制端；微处理器通过60脚、59脚和68脚经反向器74HC14两级反向驱动后，分别与D/A转换子模块中的D/A转换芯片的4脚、5脚和6脚连接，产生D/A转换所需的片选、时钟和输入数据信号；反向器74HC14与电源模块的+5V的输出连接；微处理器的8脚、6脚、5脚和4脚与一片GAL芯片ATF16V8B15PI的四个输入脚连接，一片GAL芯片ATF16V8B15PI的四个输出脚与H桥开关子模块中的4个N型场效应管对应的四个控制端分别相连，控制桥路的开启；微处理器的74脚、73脚、72脚、30脚、29脚和90脚与另一片GAL芯片ATF16V8B15PI的六个输入脚连接，另一片GAL芯片ATF16V8B15PI的两个输出脚分别与A/D转换子模块中的A/D转换芯片LTC1606AIG的24脚和25脚相连，形成A/D转换所需的读/转换控制信号和片选信号；微处理器的100脚与A/D转换芯片LTC1606AIG的26脚连接，两片GAL芯片ATF16V8B15PI均与电源模块的+5V的输出连接；微处理器的42脚、49脚、75脚和76脚经双通道光偶HCPL2630产生两组串口信号，分别与串口通讯子模块的两个RS232串口芯片SP3232EEY的11脚和12脚连接；光偶HCPL2630以及两片RS232芯片SP3232EEY均与电源模块的+5V的输出连接。