宽幅电压3.5~30V信号采集探讨？
发布: 2009-11-11 23:50 | 作者: pepsi360 | 来源: StmFans思蜕盟 OPELC 自由电子联盟
公司一项目要求如下：
单电源供电，供电电压：+10V~+30V DC
输入通道数：8路
输出通道数：8路
数字量输入信号：支持干湿结点输人
－高电平信号（数字 1）： +3.5 V~+30V
－低电平信号（数字 0）：≤+1V
数字量输出信号：
－集电极开漏输出，最大负载电压+30V，最大负载电流30mA
自己的解决方案：
输入：
由于是宽幅电压信号，所以
方案一：首先想到稳压管降压将3.5V以上的电压用稳压管稳到5V以内再做处理，这样很容易将+3.5 V~+30V范围内的电压降到2.4~5V中间的某个值，，这样就好处理些
方案二：想到用lm339之类的宽幅电压比较器，也可很精确的将+3.5 V~+30V范围内的电压直接处理为高电平，而且平率上采样信号可以达到us级，算是很理想。
但是这里想到的仅仅是+3.5 V后面的~+30V该怎么处理呢，由于是5V 系统，我总不可能还去找个30V参考，再做个比较吧。也就是30V以上没有限制。
同时－低电平信号（数字 0）：≤+1V 部分亦未做处理，很烦躁哦，小弟涉世不深，还望德高望重的老鸟们给与意见。
输出：
集电极开漏输出，最大负载电压+30V，最大负载电流30mA ，
方案：采用肖特基管应该可以应付。
单电源供电，供电电压：+10V~+30V DC
输入通道数：8路
输出通道数：8路
数字量输入信号：支持干湿结点输人
－高电平信号（数字 1）： +3.5 V~+30V
－低电平信号（数字 0）：≤+1V
数字量输出信号：
－集电极开漏输出，最大负载电压+30V，最大负载电流30mA
自己的解决方案：
输入：
由于是宽幅电压信号，所以
方案一：首先想到稳压管降压将3.5V以上的电压用稳压管稳到5V以内再做处理，这样很容易将+3.5 V~+30V范围内的电压降到2.4~5V中间的某个值，，这样就好处理些
方案二：想到用lm339之类的宽幅电压比较器，也可很精确的将+3.5 V~+30V范围内的电压直接处理为高电平，而且平率上采样信号可以达到us级，算是很理想。
但是这里想到的仅仅是+3.5 V后面的~+30V该怎么处理呢，由于是5V 系统，我总不可能还去找个30V参考，再做个比较吧。也就是30V以上没有限制。
同时－低电平信号（数字 0）：≤+1V 部分亦未做处理，很烦躁哦，小弟涉世不深，还望德高望重的老鸟们给与意见。
输出：
集电极开漏输出，最大负载电压+30V，最大负载电流30mA ，
方案：采用肖特基管应该可以应付。
1、电源部份用正版的LM2576/2596来做。
2、输入电路部份，用一只NPN三极管，B极串一只二极管及限流电阻来实现，具体串多大的阻值自行计算一下。
3、输出部份相信你已想到怎么做了。
不要想这么麻烦，应该只是工业设备数字输入输出。输入用光耦，查下光耦的手册，选合适的电阻就行了。怕不保险串个发光管，即做指示，又抬高电平。很少有人用3.5V输入的，你可以和用户讨论下这个
－高电平信号（数字 1）： +3.5 V~+30V
－低电平信号（数字 0）：≤+1V
是对外部的信号采样，敢问柄哥，npn实现，给个简图看看，能够实现3.5V到30V的宽幅吗？毕竟是采样，得转化为数字量，0或1啊。这个怎么实现？需要8通道，方便吗。频率特性怎样，较lm339的us级有多大优势。
同时新问题：
有好使的10~30V宽幅转5V 的电源模块，最好还带隔离的没，有的推荐下啊，谢谢。
截图01.jpg
设电源电源为5V，Q1的放大倍数为80倍，R2取值为2K时，当Q1饱和导通后，R2流过的最大电流是：5V/2K=2.5mA。
R1取值为4.7K，计算输入3.5V及30V时Q1的导通情况。
1、IN0=3.5V时，流过Q1基极b的电流等于(3.5-0.7-.07)/4.7K=0.00045A=0.45mA；
基极b的电流XQ1的放大倍数=0.45mAX80=36mA，36mA远大于Q1进入饱和导通的2.5mA，因此当输入3.5V时，Q1可以进入饱和导通状态。
2、IN0=30V时，流过Q1基极b的电流等于(30-0.7-.07)/4.7K=0.00601A=6.01mA；
基极b的电流XQ1的放大倍数=6.01mAX80=480.8mA，480.8mA远大于Q1进入饱和导通的2.5mA，因此当输入3.5V时，Q1可以进入饱和导通状态。
由上面分析可以，R1的电阻可以适当加大，加大到10K可能会更合适。
注意：图中的Q1三极管型号并不一定合适用本电路中，我在画图时是随便选择一个，请查三极管手册选择合适的型号使用。
－高电平信号（数字 1）： +3.5 V~+30V
－低电平信号（数字 0）：≤+1V
我今天还问经理，那1~3.5之间是什么状态，他也不确定。烦死；啦
你说的1~3.5V之间的电平，这是为了提高抗干扰而自行制定的规则，主要是准对输出电平方而言，你知道对方的电平标准就可以了。
“R2取值为2K时，当Q1饱和导通后，R2流过的最大电流是：5V/2K=2.5mA。
1、IN0=3.5V时，流过Q1基极b的电流等于(3.5-0.7-.07)/4.7K=0.00045A=0.45mA；
基极b的电流XQ1的放大倍数=0.45mAX80=36mA，36mA远大于Q1进入饱和导通的2.5mA，因此当输入3.5V时，Q1可以进入饱和导通状态。”
这个分析方法正确吗，按你2K，与4.7K的电阻配置来看，电压在3.5~某个值区间，3级管会处于放大状态，
某个值~30V区间，3级管会处于饱和状态，区别也就是Ic电流不再受Ib的β影响，到达饱和，此时BJT基本进入开关状态的开状态。当然是npn，我说的常用的bjt.
QUOTE:
7楼电路的中的1.4V确实是由IN4148的压降0.7V加上be端得压降0.7V得来的，这样就可以确保≤+1V时，三极管Q1截止。输入3.5V时，三极管就已进入到饱和导通状态，也就是说只要输入的电压大于3.5V它就会会饱和导通。
当然了，这个电路是原理描述性质，IN0输入端还应加上一只对地下拉电阻或一只对电源的上拉电阻，是否上拉还是下拉电阻按实际电路需要而定），用于当IN0口悬空时电路有一个确定的状态度。
不要被3.5~30V蒙住了，重点应放在1.0~3.5V的信号门槛上,这个门槛抓住了,抓稳了,高电平变到48V、60V也无关。
QUOTE:
比对一下CMOS门槛电压的定义,就很清楚了，实质还是大学基础课程里的基本概念模糊。QUOTE:
去复习模电课程里比较器部分，特别是滞回曲线的定义、类型、计算，都是基本概念。现在带着问题回过去看，你会有恍然大悟的感觉，并不存在单边问题。当经验并不丰富时，往往关注并不重要方面，抓不住关键，感觉很茫然。
不要把问题看的很严重，带着问题回过去看书，这样的经历几次，你就是高手了！
当信号电平上升超过+3.5V，才是高电平信号；当信号电平下降低于+1.0V，才是低电平信号；在+1.0V~+3.5V之间，跟信号的历史有关，也就是信号的滞回门槛。
“因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。"----这个ΔU，被我理解为3.5-1=2.5V ,也就是说我的电压比较都是以2.5V为基准啦。每次变动在2.5V,这个电压比较才会变化，当然这个理解的不深，我再去看看书，谢谢啦啊。终于有人说可以做到这个指标啦，强烈谢谢。
”