FUCKINVT文件編號：ICBB-HW-11-05CBB規(guī)范模擬量輸入電路(VER:V2.0)擬制：專時間：2010-12-08批準：宏時間：2010-02-17 文件評優(yōu)級別：□A優(yōu)秀□B良好□C一般

1功能介紹本電路實現(xiàn)輸入電壓0~10V或者電流0~20mA的模擬量信號轉換為CPU可以直接測量的0~3V電壓信號，此電路在原一代產品電路的基礎上做了進一步優(yōu)化設計，其抗干擾能力顯著提高。2詳細原理圖電路原理圖工作原理說明：外部模擬量信號從AI1端口輸入，首先經過安規(guī)電容C1和磁珠L1,可有效防止線路上的浪涌電流電壓進入后端電路。如果輸入的是電流信號，需將J1的2、3腳短接，電流流過電阻R3和R4，在電阻R8端可得到０~10V的電壓信號,如果外部電壓過高(超過15V)或者過低(少于0V)，二極管D1可以發(fā)生鉗位作用，保證電壓在-1V~16V之間。輸入信號接到運放TL082的同相端，電壓跟隨輸出到ATI-IN端口，電壓幅值不變仍然是0~10V，電阻R10和R11構成分壓關系輸出0~3.0V的電壓信號。二極管D2同樣是起電壓鉗位作用，保證輸出電壓在-1.0~4.0V之間，有效保護CPU。3器件功能磁珠L1，防止浪涌輸入，可有效抑制EMI與RFI，提高抗干擾能力；電容C1，安規(guī)電容防止浪涌電壓，保護后端電路；功率電阻R3～R7，降壓限流，防止流過電流過大損壞器件；電容C2與磁珠L1對輸入信號進行LC濾波；二極管D1～D2，對信號進行電壓鉗位，防止電壓過高或者過低；電容C3、C4、C7、C8、C9、C10濾波電容，消除輸入信號的尖峰和毛刺；電容C5，加速電容，提高輸入電路的響應能力。電阻R2、R9，下拉電阻。運放U1，電壓跟隨器。電阻R3、R4，短接片J1，輸入為電流信號時J1短接2，3腳，電流流過R8、R9并產生對應的電壓信號；電阻R8限流電阻，此電阻大小影響運放的輸出能力；電阻R10、R11，將運放端輸出的信號進行分壓輸出0~3.0v到控制器。4參數(shù)計算在設計電路參數(shù)時，應兼顧以下因素：1、對外部輸入信號進行抗干擾處理；2、輸入信號值限幅。安規(guī)電容C1的選擇：防靜電，理論上能有幾百伏耐壓值即可，考慮到公司常用元件中最接近的器件，所以選擇2KV/1nF的電容。磁珠L1、電容C2的選?。哼x擇10μH感值，其高頻阻抗為500±25%，C2選100pF的片狀電容，時間常數(shù)為1us.電阻R3、R4的選取。0~20mA電流輸入，對應電壓輸入時0~10V，則有VATI/R的值在0~20mA之間，則有R=500歐。所以采用兩個R3=R4=1k并聯(lián)。電阻R5、R6、R7的選取:模擬量輸入阻抗通常為20K，所以R1、R2取值10K,Rf=R5+R6=20k，以滿足平衡條件。R2、R9的選?。弘娐分蠷2與R9為下拉電阻，R2在沒有輸入時給運放提供一個固定的輸入電平，R9下拉到地，在運放損壞時提供一個穩(wěn)定的輸出電平，同時給C9提供一個電荷泄放通道，其取值無特別要求，此處選R2=20K,R9=5.1K。電阻R8的選取：R8串聯(lián)在運放輸出端主要起到限流，保護運放在輸出短路時不被燒壞，其值一般在100歐~10k，此處不宜過大，選100歐。二極管D1～D2：由于此處二極管的電流和工作電壓小，此處選公司的優(yōu)選器件MMBD7000LT1。電阻R10、R11的選?。弘娮鑂10與R11串聯(lián)構成分壓電路，使運放端輸出0~10V，需要轉換成0~3.0V。則有：要在0~3.0V,VATI為輸入電壓，此處取R10=5.1k，R11=2.2k，滿足設計要求電容C3，C4，C7，C8，C9，C10的選?。篊3、C4與R10一起構成慣性慮波環(huán)節(jié)，用于抑制干擾，這里選用C3選0.1uF電容，C4選1nF，分別抑制低頻與高頻干擾。C7、C8為15V電源濾波電容，提供電流紋波對地通道，保持電源輸出信號的純潔，選用最常用的0.1uF片狀電容，C9，C10分別選100p與20P濾波電容與R10并聯(lián)，吸收不同頻段反射信號，消除干擾。運放U1的選?。弘娐饭ぷ麟妷涸?0V以下，選用我司優(yōu)選器件雙單元運放TL082CDR.5器件清單序號料號名稱規(guī)格數(shù)量位號13-08-97-104片狀電容;100nF±10%-50V-0603-X7R0.1u3C3,C7,C823-24-90-101片狀電阻;1/10W-100Ω±1%-06031001R833-08-98-101片狀電容;100pF±5%-50V-0603-NPO100p2C2,C943-24-90-103片狀電阻;1/10W-10KΩ±1%-060310k2R5,R653-24-90-102片狀電阻;1/10W-1KΩ±1%-06031k2R3,R463-08-98-102片狀電容;1nF±5%-50V-0603-NPO1n2C4,C573-08-78-102片狀電容;1nF±20%-2KV-1206-X7R1n/2kV1C183-24-90-222片狀電阻;1/10W-2.2kΩ±1%-06032.2k1R1193-24-90-203片狀電阻;1/10W-20kΩ±1%-060320k2R2,R7103-08-98-200片狀電容;20pF±5%-50V-0603-NPO20p1C10113-24-90-512片狀電阻;1/10W-5.1kΩ±1%-06035.1k2R9,R10123-29-04-501片式鐵氧體磁珠,直流電阻0.4Ω/500Ω±25%/100MHZ/2.0*1.2*0.9FERRIESBEADS-SI08051L1133-56-52-700(3-56-53-700)雙開關二極管;100V/200mA/串聯(lián)/SOT-23MMBD