一种带自诊断的数字量采集电路
专利汇可以提供一种带自诊断的数字量采集电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种带 自诊断 的 数字量 采集 电路 ，包括：自诊断模 块 、采集控 制模 块、光耦 信号 采集模块和判断模块，通过电路自身模拟外设环境输入进行自诊断，实现了 采样 电路状态信息的反馈，可以及时得到采样电路的 健康状态 ，当需要对采集通道进行自诊断时，只需要控制自诊断模块，产生自诊断检测 电压 ，然后通过控制第二 控制信号 的通断，对比光耦 输出信号 的输出状态，即可确认采集通道的状态，本发明的电路结构与通道诊断逻辑相对简单，容易实现， 硬件 成本低。，下面是一种带自诊断的数字量采集电路专利的具体信息内容。
1.一种带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，包括：自诊断模块、采集控制模块、光耦信号采集模块和判断模块，其中，
所述自诊断模块用于接收第一控制信号，并根据所述第一控制信号，生成自诊断检测电压，并将所述自诊断检测电压输出至所述采集控制模块；
所述采集控制模块用于接收第二控制信号，并根据所述第二控制信号和所述自诊断检测电压，生成数字量输出信号，并将所述数字量输出信号输出至所述光耦信号采集模块；
所述光耦信号采集模块用于根据所述数字量输出信号，生成光耦输出信号，并将所述光耦输出信号输出至所述判断模块；
所述判断模块用于接收所述第二控制信号和所述光耦输出信号，并根据所述第二控制信号和所述光耦输出信号，判断所述数字量采集电路的采集通道是否正常。
2.如权利要求1所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述自诊断模块包括：第一三极管、第二三极管和第一二极管，所述第一三极管的基极接收第一控制信号，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接电源，所述第二三极管的集电极接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极输出自诊断检测电压。
3.如权利要求2所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述自诊断模块还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容，所述第一三极管的基极通过所述第二电阻接收第一控制信号，所述第一三极管的发射极通过所述第一电阻接地，所述第一电容和所述第三电阻串联之后并联在所述第二电阻的两端，所述第一电容和所述第三电阻串联的公共端接地，所述第一三极管的集电极通过所述第四电阻连接所述第二三极管的发射极。
4.如权利要求1所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述采集控制模块包括：第三三极管、第四三极管和第二二极管，所述第三三极管的基极接收第二控制信号，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极接收所述自诊断检测电压，所述第四三极管的集电极接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极输出数字量输出信号。
5.如权利要求4所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述采集控制模块还包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二电容，所述第三三极管的基极通过所述第六电阻接收所述第二控制信号，所述第三三极管的发射极通过所述第五电阻接地，所述第二电容和所述第七电阻串联之后并联在所述第六电阻的两端，所述第七电阻和第二电容串联的公共端接地，所述第三三极管的集电极通过所述第八电阻连接所述第四三极管的发射极。
6.如权利要求4所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述采集控制模块还包括第三二极管，所述第三二极管的正极采集数字量输入信号，负极接所述第四三极管的发射极。
7.如权利要求1所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述光耦信号采集模块包括：分压单元、光耦比较单元和输出单元，其中，
所述分压单元接收所述数字量输出信号，所述数字量输出信号经所述分压单元分压后输出至所述光耦比较单元，再经所述光耦比较单元处理后输出至所述输出单元，所述输出单元输出所述光耦输出信号。
8.如权利要求7所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述分压单元包括：
第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三电容和第四电容，所述第九电阻、第十电阻和第十一电阻依次串联，所述第三电容与第十一电阻并联，所述第九电阻另一端接收所述数字量输出信号，所述第十一电阻另一端接地，所述第十一电阻、第三电容和第十电阻的交汇点与第十二电阻一端相连，所述第十二电阻另一端与所述第四电容一端相连，第四电容另一端接地，所述第十二电阻与所述第四电容公共端连接所述光耦比较单元。
9.如权利要求8所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述光耦比较单元包括：第一电压比较器、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一光耦，其中，所述第一电压比较器的同向输入端与所述第十二电阻和所述第四电容公共端连接，所述第一电压比较器的反向输入端接第一参考电压，所述第一电压比较器的同向输入端与输出端之间并联所述第十三电阻，所述第一电压比较器的输出端与所述第十四电阻一端相连，所述第十四电阻另一端接第一电压，同时所述第一电压比较器的输出端与所述第十五电阻一端相连，所述第十五电阻另一端与所述第一光耦中的二极管的正极相连，所述第一光耦中的二极管的负极接地，所述第一光耦中的三极管的集电极接第二电压，第一光耦中的三极管的发射极与所述输出单元相连。
10.如权利要求9所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述输出单元包括：
第十六电阻和第十七电阻，其中，所述第十六电阻一端和所述第十七电阻一端与所述第一光耦的三极管的发射极相连，所述第十六电阻另一端输出第一光耦输出信号，所述第十七电阻另一端接地。
11.如权利要求9所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述光耦比较单元还包括：第二电压比较器、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻和第二光耦，其中，所述第二电压比较器的同向输入端与所述第十二电阻和所述第四电容公共端连接，所述第二电压比较器的反向输入端接第二参考电压，所述第二电压比较器的同向输入端与输出端之间并联所述第十八电阻，所述第二电压比较器的输出端与所述第十九电阻一端相连，所述第十九电阻另一端接第一电压，同时所述第二电压比较器的输出端与所述第二十电阻一端相连，所述第二十电阻的另一端与所述第二光耦中的二极管正极相连，二极管负极接地，所述第二光耦中的三极管的集电极接第二电压，三极管的发射极与所述输出单元相连。
12.如权利要求11所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，所述输出单元还包括：第二十一电阻和第二十二电阻，其中，所述第二十一电阻、第二十二电阻与所述第二光耦的三极管的发射极相连，所述第二十一电阻另一端输出第二光耦输出信号，所述第二十二电阻另一端接地。
13.如权利要求1所述的带自诊断的数字量采集电路，其特征在于，进行自诊断时，若所述第二控制信号与所述光耦输出信号同为高电平或者同为低电平，则采集通道正常；否则，采集通道不正常。
一种带自诊断的数字量采集电路
技术领域
背景技术
相关技术中，可能因控制电路或采集电路发生故障导致采集通道的失效，系统无法获取准
确的数字量信号状态，造成采样数据的异常。
发明内容
所述自诊断模块用于接收第一控制信号，并根据所述第一控制信号，生成自诊断检测
电压，并将所述自诊断检测电压输出至所述采集控制模块；
所述采集控制模块用于接收第二控制信号，并根据所述第二控制信号和所述自诊断检
测电压，生成数字量输出信号，所述数字量输出信号输出至所述光耦信号采集模块；
所述光耦信号采集模块用于根据所述数字量输出信号，生成光耦输出信号，并将所述
光耦输出信号输出至所述判断模块；
所述判断模块用于接收所述第二控制信号和所述光耦输出信号，并根据所述第二控制
信号和所述光耦输出信号，判断所述数字量采集电路的采集通道是否正常。
数据异常，本发明的电路结构与通道诊断逻辑相对简单，容易实现，硬件成本低。
附图说明
图3是根据本发明实施例提供的采集控制模块的电路图；
图4是根据本发明实施例提供的光耦信号采集模块的电路图；
图5是根据本发明实施例提供的带自诊断的数字量采集电路的时序图1；
图6是根据本发明实施例提供的带自诊断的数字量采集电路的时序图2。
具体实施方式
以解释本发明，并不用于限定本发明。
集模块103和判断模块104，其中，
自诊断模块101用于接收第一控制信号CTRL1，并根据第一控制信号CTRL1，生成自诊断
检测电压IOVCC_CONNECT，并将自诊断检测电压IOVCC_CONNECT输出至采集控制模块102；
采集控制模块102用于接收第二控制信号CTRL2，并根据第二控制信号CTRL2和自诊断
检测电压IOVCC_CONNECT，生成数字量输出信号DI_A，数字量输出信号DI_A输出至光耦信号
采集模块103；
光耦信号采集模块103用于根据数字量输出信号DI_A，生成光耦输出信号DECT_IO，并
将光耦输出信号DECT_IO输出至判断模块104；
判断模块104用于接收第二控制信号CTRL2和光耦输出信号DECT_IO，并根据第二控制
信号CTRL2和光耦输出信号DECT_IO，判断数字量采集电路的采集通道是否正常。
一三极管Q1基极还接有第一电容C1，第一电容C1的另一端接IOGND，第二电阻R2与第三电阻
R3的公共端接有自诊断控制信号CTRL1，第一三极管Q1的集电极接第四电阻R4，第四电阻R4
的另一端接第二三极管Q2的发射极，第二三极管Q2的发射极同时接电源IOVCC，第二三极管
Q2的基极接第一三极管Q1的集电极，第二三极管Q2的集电极接第一二极管D1的正极，第一
二极管D1的负极连接自诊断检测电压IOVCC_CONNECT。
第三二极管D3。
的另一端接IOGND，第三三极管Q3的基极还接第二电容C2，第二电容C2的另一端接IOGND，第
六电阻R6和第七电阻R7的公共端接数字量采集控制信号CTRL2，第三三极管Q3的集电极接
第八电阻R8，第八电阻R8的另一端接第四三极管Q4的发射极，第四三极管Q4的基极接第三
三极管Q3的集电极，第四三极管Q4的集电极接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极
接数字量输出信号DI_A，第四三极管Q4的发射极连接第三二极管D3的负极，第三二极管D3
的正极接数字量输入信号DI，第四三极管Q4的发射极还连接自诊断检测电压IOVCC_
CONNECT。
联，第九电阻R9另一端接数字量输出信号DI_A，第十一电阻R11另一端接地，第三电容C3与
第十一电阻R11并联，第第十一电阻R11、第三电容C3和第十电阻R10的交汇点与第十二电阻
R12一端相连，第十二电阻R12另一端与第四电容C4一端相连，第四电容C4另一端接IOGND，
第十二电阻R12与第四电容C4相连一端连接光耦比较单元103a。
耦N1和第二光耦N2，其中，第一电压比较器A1和第二电压比较器A2的同向输入端与第十二
电阻R12和第四电容C4的公共端连接，第一电压比较器A1的反向输入端接第一参考电压
VREF_UP，第一电压比较器A1的同向输入端与输出端之间并联第十三电阻R13，第一电压比
较器A1的输出端与第十四电阻R14一端相连，第十四电阻R14另一端接第一电压ISO_5V，同
时第一电压比较器A1的输出端与第十五电阻R15一端相连，第十五电阻R15另一端与第一光
耦N1中的二极管LED1的正极相连，二极管LED1的负极接IOGND，第一光耦N1中的三极管VT1
的集电极接第二电压CH1_3.3V+，三极管VT1的发射极与输出单元103c相连，第二电压比较
器A2的反向输入端接第二参考电压VREF_DOWN，第二电压比较器A2的同向输入端与输出端
之间并联第十八电阻R18，第二电压比较器A2的输出端与第十九电阻R19一端相连，第十九
电阻R19另一端接第一电压ISO_5V，同时第二电压比较器A2的输出端与第二十电阻R20一端
相连，第二十电阻R20的另一端与第二光耦N2中的二极管LED2的正极相连，二极管LED2的负
极接IOGND，第二光耦N2中的三极管VT2的集电极接第二电压CH1_3.3V+，三极管VT2的发射
极与所述输出单元103c相连。
连，第十六电阻R16另一端输出第一光耦输出信号DECT1_IO，第十七电阻R17另一端接CH1_
GND，第二十一电阻R21、第二十二电阻R22与第二光耦N2的三极管的发射极相连，第二十一
电阻R21另一端输出第二光耦输出信号DECT2_IO，第二十二电阻R22另一端接CH1_GND。
自诊断检测电压IOVCC_CONNECT为0V，当需要采集数字量信号时，第二控制信号CTRL2输出
高电平。如果数字量输入信号DI输入为110V，则第三三极管Q3和第四三极管Q4处于导通状
态，数字量输出信号DI_A为高电平，数字量输出信号DI_A经过第九电阻R9、第十电阻R10、第
十一电阻R11的分压后，在第一电压比较器A1与第二电压比较器A2的同向输入端输入为高
电平。第一电压比较器A1和第二电压比较器A2分别与第一参考电压VREF_UP、第二参考电压
VREF_DOWN进行比较，比较后分别在第一电压比较器A1和第二电压比较器A2的输出端输出
高电平。此时，第一光耦N1中的二极管LED1和第二光耦N2中的二极管LED2两端的电压大于
其导通电压，第一光耦N1中的二极管LED1和第二光耦N2中的二极管LED2处于导通状态，第
一光耦N1中的三极管VT1和第二光耦N2中的三极管VT2也导通，发给MCU的第一光耦输出信
号DECT1_IO和第二光耦输出信号DECT_IO为高电平3.3V；如果数字量输入信号DI输入0V，则
第三三极管Q3处于截止状态，数字量输出信号DI_A为低电平0V，因此在第一电压比较器A1
与第二电压比较器A2的同向输入端输入为低电平0V。第一电压比较器A1和第二电压比较器
A2分别与第一参考电压VREF_UP、第二参考电压VREF_DOWN进行比较，比较后分别在第一电
压比较器A1和第二电压比较器A2的输出端输出低电平0V。此时，第一光耦N1中的二极管
LED1和第二光耦N2中的二极管LED2两端的电压为0V，小于开启电压，第一光耦N1中的二极
管LED1和第二光耦N2中的二极管LED2不导通，第一光耦N1中的三极管VT1和第二光耦N2中
的三极管VT2也不导通，发给MCU的第一光耦输出信号DECT1_IO和第二光耦输出信号DECT_
IO为低电平0V。
自诊断检测电压IOVCC_CONNECT为高电平，此时，不论数字量输入信号DI是高电平还是低电
平，第四三极管Q4的发射极处都是高电平110V。当第二控制信号CTRL2为高电平时，此时第
三三极管Q3和第四三极管Q4处于导通状态，数字量输出信号DI_A为高电平，数字量输出信
号DI_A经过第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11分压后，在第一比较器A1和第二比较
器A2的同向输入端输入为高电平。第一电压比较器A1和第二电压比较器A2分别与第一参考
电压VREF_UP和第二参考电压VREF_DOWN进行比较，比较后分别在第一电压比较器A1和第二
电压比较器A2的输出端输出高电平，此时，第一光耦N1中的二极管LED1与第二光耦N2中的
二极管LED2两端的电压大于其导通电压，第一光耦N1中的二极管LED1和第二光耦N2中的二
极管LED2处于导通状态，第一光耦N1中的三极管VT1和第二光耦N2中的三极管VT2也导通，
发给MCU的第一光耦输出信号DECT1_IO和第二光耦输出信号DECT2_IO为高电平3.3V；当第
二控制信号CTRL2为低电平时，此时第三三极管Q3和第四三极管Q4处于截止状态，数字量输
出信号DI_A为低电平，数字量输出信号DI_A经过第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11
分压后，在第一比较器A1和第二比较器A2的同向输入端输入为低电平。第一电压比较器A1
和第二电压比较器A2分别与第一参考电压VREF_UP和第二参考电压VREF_DOWN进行比较，比
较后分别在第一电压比较器A1和第二电压比较器A2的输出端输出低电平，此时，第一光耦
N1中的二极管LED1与第二光耦N2中的二极管LED2两端的电压为低电平0V，第一光耦N1中的
二极管LED1和第二光耦N2中的二极管LED2不导通，第一光耦N1中的三极管VT1和第二光耦
N2中的三极管VT2也不导通，发给MCU的第一光耦输出信号DECT1_IO和第二光耦输出信号
DECT2_IO为低电平0V。
二光耦输出信号DECT2_IO的状态，判断采集通道是否正常，若第二控制信号CTRL2、第一光
耦输出信号DECT1_IO和第二光耦输出信号DECT2_IO同为高电平或者同为低电平，则采集通
道正常；否则，采集通道不正常。
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种消防应急灯专用片上控制系统及构建方法 | 2020-05-08 | 613 |
| 一种用于电视传媒的光线传播通讯系统 | 2020-05-08 | 79 |
| 基于直波导调制器的偏振控制系统、方法及量子密钥分发系统 | 2020-05-08 | 70 |
| 应用于通信卫星转发系统的本振信号生成系统 | 2020-05-08 | 480 |
| 一种激光二极管的发射功率自动调整电路及方法 | 2020-05-08 | 118 |
| 教学数据制作方法及装置以及缺陷检查方法及装置 | 2020-05-08 | 926 |
| 一种差分并联驱动传输RGBW恒流控制电路 | 2020-05-08 | 980 |
| 半导体光放大器芯片、光接收子组件和光模块 | 2020-05-11 | 511 |
| 光学式集成装置 | 2020-05-11 | 35 |
| 在大规模MIMO中基于光滑范数的压缩感知信道估计方法 | 2020-05-08 | 542 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
