数字信号处理电路及电子仪表设备的制作方法

1.本技术涉及电路技术领域，具体涉及一种数字信号处理电路及电子仪表设备。


背景技术：

2.目前的工业仪表的产品(例如流量计、数据采集器、变送器、色谱仪等仪表设备)一般都将接收到的数据以及相关指令信号处理为模拟量的形式传递到工作现场的仪器设备中，从而实现设备之间各类数据信息的传递交互功能。这些仪表设备所输出的用于信息传递的模拟量信号一般分为正负电流信号或正负电压信号，此两类信号用于设备之间的数据交互及各项参数设置等操作。
3.现有技术的仪表电路只能单独输出正负电流模拟信号或正负电压模拟信号，当前方案中这两种信号的硬件电路实现都是分开独立设计的，所用电子元器件也相应增多，增加了产品的开发周期和产品的开发成本。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种数字信号处理电路及电子仪表设备。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
5.根据本技术实施例的一个方面，提供一种数字信号处理电路，包括依次连接的供电模块、转换模块、模拟信号处理模块和输出模块；
6.所述转换模块、所述模拟信号处理模块分别与所述供电模块相连接；
7.所述供电模块用于为所述转换模块和所述模拟信号处理模块供电；
8.所述转换模块用于将所述供电模块所提供的数字信号转换为模拟信号；
9.所述模拟信号处理模块用于对所述模拟信号进行处理，得到相应的电压模拟信号；
10.所述输出模块用于将所述电压模拟信号直接输出或者将所述电压模拟信号输出为电流模拟信号。
11.在本技术的一些实施例中，所述数字信号处理电路还包括隔离模块，所述隔离模块分别连接所述供电模块和所述转换模块；
12.所述隔离模块用于将来自所述供电模块的数字信号与所述模拟信号处理模块进行隔离并输入至所述转换模块；
13.所述转换模块用于将来自所述隔离模块的数字信号转换为模拟信号。
14.在本技术的一些实施例中，所述数字信号处理电路还包括滤波模块，所述滤波模块分别连接所述模拟信号处理模块和所述输出模块；
15.所述滤波模块用于对所述电压信号进行滤波，得到滤波后的电压模拟信号；
16.所述输出模块用于将所述滤波后的电压模拟信号直接输出或者将所述滤波后的
电压模拟信号输出为电流模拟信号。
17.在本技术的一些实施例中，所述供电模块包括隔离电源芯片、第一线性电源转换芯片、第二线性电源转换芯片、二极管、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容和第十七电容，所述第十五电容的第一端和所述第十六电容的第一端分别与所述隔离电源芯片的输入端相连接，所述第十五电容的第二端以及所述第十六电容的第二端均接地；所述第十电容的第一端连接所述隔离电源芯片的正电压端，所述第十电容的第二端以及所述第十七电容的第一端均连接所述隔离电源芯片的零输出电压端，所述第十七电容的第二端连接所述隔离电源芯片的负电压端；所述二极管的正极连接所述隔离电源芯片的正电压端，所述二极管的负极以及所述第十一电容的第一端均连接到所述第一线性电源转换芯片的输入端，所述第十三电容的第一端以及所述第一线性电源转换芯片的输出端均连接所述第二线性电源转换芯片的输入端，所述第十二电容的第一端连接所述第一线性电源转换芯片的输出端，所述第十四电容的第一端连接所述第二线性电源转换芯片的输出端，所述第十一电容的第二端、所述第十二电容的第二端、所述第十三电容的第二端以及所述第十四电容的第二端均接地。
18.在本技术的一些实施例中，所述隔离模块包括三个完全相同的隔离单元；所述隔离单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、光电耦合器和npn型三极管，所述第一电阻的第一端连接所述光电耦合器的第一管脚，所述第二电阻的第一端连接所述光电耦合器的第四管脚，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第一端连接所述npn型三极管的基极，所述npn型三极管的集电极连接所述光电耦合器的第二管脚，所述npn型三极管的发射极接地。
19.在本技术的一些实施例中，所述转换模块包括数字模拟转换电路、跟随电路和信号放大电路；所述数字模拟转换电路用于将所述数字信号转换为初步模拟信号；所述跟随电路用于稳定所述初步模拟信号以增强所述初步模拟信号的抗干扰能力；所述信号放大电路用于对经过所述跟随电路处理后的初步模拟信号进行放大增强，得到所述模拟信号。
20.在本技术的一些实施例中，所述数字模拟转换电路包括第九电阻和dac芯片；所述信号放大电路包括第一运算放大器、第五电阻和第七电容；所述跟随电路包括第二运算放大器、第四电阻和第三电容；所述第九电阻的第一端连接所述供电模块，所述第九电阻的第二端分别连接所述dac芯片的辅助输入端和使能管脚，所述第三电容的第一端和所述dac芯片的电压输出端均连接到所述第二运算放大器的正相输入端，所述第三电容的第二端接地，所述dac芯片的工作电源输入端和输入输出电压端分别连接所述供电模块，所述第二运算放大器的负相输入端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端、所述第五电阻和所述第一运算放大器的输出端依次连接，所述第四电阻的第二端连接所述第一运算放大器的负相输入端，所述第七电容的第一端以及所述dac芯片的输出端均连接所述第一运算放大器的正相输入端，所述第七电容的第二端接地；所述第一运算放大器的正电源端和负电源端分别接收所述供电模块提供的正电压和负电压。
21.在本技术的一些实施例中，所述模拟信号处理模块包括积分电路、第六电阻、npn型三极管和pnp型三极管，npn型三极管的集电极以及积分电路的正电源端均连接所述供电模块，接收所述供电模块的正电压；所述pnp型三极管的集电极以及所述积分电路的负电源
端均连接所述供电模块，接收所述供电模块的负电压；所述npn型三极管的基极、所述pnp型三极管的基极以及所述第六电阻的第一端均连接所述积分电路的输出端；所述npn型三极管的发射极和所述pnp型三极管的发射极均连接所述第六电阻的第二端。
22.在本技术的一些实施例中，所述积分电路用于提升所述模拟信号的抗干扰能力和驱动负载的能力；所述积分电路包括运算放大器和第六电容；所述第六电容的第一端连接所述运算放大器的负相输入端；所述第六电容的第二端连接所述运算放大器的输出端。
23.在本技术的一些实施例中，所述滤波模块包括互相连接的一级rc滤波模块和二级rc滤波模块。
24.在本技术的一些实施例中，所述一级rc滤波模块包括第七电阻、第十五电阻、第一电容、第八电容和第四电容，所述第一电容的第一端接地，所述第一电容的第二端连接所述第四电容的第一端，所述第四电容的第二端连接所述第八电容的第一端，所述第八电容的第二端接地，所述第七电阻的第一端连接所述第一电容的第二端，所述第十五电阻的第一端连接所述第四电容的第二端；所述二级rc滤波模块包括第八电阻、第十六电阻、第二电容、第九电容和第五电容，所述第二电容的第一端接地，所述第二电容的第二端连接所述第五电容的第一端，所述第五电容的第二端连接所述第九电容的第一端，所述第九电容的第二端接地，所述第七电阻的第二端连接所述第二电容的第二端，所述第十五电阻的第二端连接所述第五电容的第二端，所述第八电阻的一端连接第二电容的第二端，所述第十六电阻的一端连接所述第五电容的第二端。
25.在本技术的一些实施例中，所述输出模块包括第十电阻、第十一电阻、第十七电阻、第十八电阻、模拟信号正输出端、模拟信号负输出端和零输出端，所述第十电阻的第一端以及所述第十一电阻的第一端分别连接所述模拟信号正输出端，所述第十电阻的第二端以及所述第十一电阻的第二端分别连接所述零输出端，所述第十七电阻的第一端以及所述第十八电阻的第一端分别连接所述模拟信号负输出端，所述第十七电阻的第二端以及所述第十八电阻的第二端分别接地；当外部负载与所述模拟信号正输出端和所述零输出端相连接并且所述模拟信号负输出端与所述零输出端短接时，所述模拟信号正输出端和所述零输出端用于将所述电压信号输入到所述外部负载；当外部负载与所述模拟信号正输出端和所述模拟信号负输出端相连接时，所述模拟信号正输出端、所述外部负载和所述模拟信号负输出端之间形成电流模拟信号。
26.根据本技术实施例的另一个方面，提供一种电子仪表设备，包括主控器以及上述任一项的数字信号处理电路，所述主控器与所述隔离模块相连接。
27.本技术实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果：
28.本技术实施例提供的数字信号处理电路，既能够输出电压模拟信号，又能够输出电流模拟信号，包括两种模拟信号的电路，克服了现有技术的电路只能单独输出正负电流模拟信号或正负电压模拟信号的缺陷，电路集成度高，电子元器件数量少，缩减了产品的开发周期和产品的开发成本。
29.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术实施例了解。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1示出了本技术的一个实施例的数字信号处理电路的结构框图；
32.图2示出了本技术的一个实施例中的供电模块的电路图；
33.图3示出了本技术的一个实施例中的隔离模块的电路图；
34.图4示出了本技术的一个实施例中的转换模块的电路图；
35.图5示出了本技术的一个实施例中的模拟信号处理模块的电路图；
36.图6示出了本技术的一个实施例中的滤波模块的电路图；
37.图7示出了本技术的一个实施例中的输出模块的电路图；
38.图8示出了本技术的一个实施例的数字信号处理电路的隔离模块、转换模块、模拟信号处理模块、滤波模块和输出模块的电路图；
39.图9示出了本技术的另一个实施例的数字信号处理电路的结构框图；
40.图10示出了图9所示实施例的数字信号处理电路的转换模块、模拟信号处理模块和输出模块的电路图。
41.本技术的目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.本领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
44.如图1所示，本技术的一个实施例提供了一种数字信号处理电路，包括供电模块、隔离模块、转换模块、模拟信号处理模块、滤波模块和输出模块。隔离模块、转换模块、模拟信号处理模块、滤波模块和输出模块依次连接，供电模块分别与隔离模块、转换模块和模拟信号处理模块相连接。
45.供电模块用于为各个电路模块提供稳定、可靠的供电电压，其主要组成为隔离电源芯片模块和线性电源芯片组成，配合芯片外围相关的阻容电子元器件设计而成。
46.隔离模块主要是用于对来自主控器端的数字信号进行隔离，通过光耦将主控器端的数字信号与后端的模拟信号处理模块进行隔离。
47.转换模块用于将经过隔离模块中光耦隔离后的数字信号通过集成的dac芯片转换为模拟信号，并对模拟信号进行相应处理。
48.模拟信号处理模块用于对前端转换模块转换得到的模拟信号进行相应的信号处理操作，从而实现相应的正负电压信号输出到后端电路中。
49.滤波模块用于模拟信号处理模块处理后的模拟信号经过两阶rc滤波模块后进入到后端的输出模块中。
50.输出模块用于模拟信号经过滤波模块后，进入到输出模块，在不同的精密电阻端形成不同的模拟信号输出。
51.本技术实施例的数字信号处理电路用于对接收到的数字信号进行处理，得到不同的模拟信号并输出，接收到的数字信号可以为来自主控器端的数字信号。本技术实施例的数字信号处理电路工作时，首先供电模块正常上电后，通过隔离芯片隔离转换后产生两个电压值(正电压、负电压)，并将正电压通过两级电压转换电路转化成两个不同的电压等级，此四个电源电压分别为各个电路模块进行供电。
52.各电路模块的供电电源均正常供电后，各电路模块开始工作，首先主控器产生三路逻辑信号作用在光耦的发射端，此三路逻辑信号分别经过三个独立的光耦隔离后作用于dac转换芯片，dac转换芯片将输入的数字逻辑信号转换为模拟信号输出；输出的模拟信号经过跟随电路和放大电路后进入到模拟信号处理模块中，模拟信号处理模块会根据输出模拟信号值得不同产生与之对应的模拟信号输出，经过模拟信号处理模块后的模拟输出信号经过两级滤波模块后在不同的精密电阻上形成正负电流和正负电压信号的输出，并配合不同的接线方式来选取是电压信号输出还是电流信号输出。
53.主控器例如可以是微控制器或微处理器，微控制器例如可以为单片机。
54.供电模块主要用于为所述隔离模块、所述转换模块和所述模拟信号处理模块供电。如图2所示，供电模块的电路包括隔离电源芯片u7、第一线性电源转换芯片u8、第二线性电源转换芯片u9、二极管d1、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16和电容c17，电容c15的第一端和电容c16的第一端分别与u7的输入端vin管脚相连接，电容c15的第二端以及电容c16的第二端均接地。电容c10的第一端连接u7的管脚3(正电压端)，电容c10的第二端连接u7的管脚4(0v电压端，也称为0输出电压端)，电容c17的第一端连接u7的管脚4，电容c17的第二端连接u7的管脚5(负电压端)；二极管d1的正极连接u7的管脚3(正电压端)，二极管d1的负极以及c11的第一端均连接到u8的输入端(管脚2)，u8的输出端连接u9的输入端，电容c12的第一端连接u8的输出端，电容c13的第一端连接u9的输入端，c14的第一端连接u9的输出端，电容c11的第二端、电容c12的第二端、电容c13的第二端以及电容c14的第二端均接地。
55.vcc为供电模块输入端的外部供电电源，该电源vcc经过输入滤波电容c15、c16后(滤除输入电压噪声干扰)作为隔离电源芯片u7的输入电压信号，隔离电源模块将输入电压vcc经过转化后，转换为两个输出电压 vo和-vo， vo和-vo分别为正输出电压和负输出电压，其中电容c10和c17分别作为正输出电压 vo和负输出电压-vo的输出滤波电容保证输出电压的稳定，滤除噪声干扰和减小电压输出纹波，其中正负电压信号作为后端电路中的运算放大器的供电电源和模拟信号处理模块的供电电源使用，其中输入电压vcc和输出电压正电压( vo和-vo)为隔离的。
56.输出的正电压信号 vo经过整流二极管d1(起到防倒灌的作用)后进入到第一线性电源转换芯片u8中，其中电容c11作为输入滤波电容，滤除输入电压噪声干扰， vo电压经过
电源芯片u8后，降压转换为电压vdac电压信号(c12为输出滤波电容，滤除噪声干扰和减小电压输出纹波)，电压信号vdac作为dac转换芯片u4的供电电压使用。
57.电压信号vdac作为第二线性电源转换芯片u9的输入电压，其中c13为输入滤波电容，滤除输入电压噪声干扰，vdac电压经过电源芯片u9后，降压转换为电压3.0v信号(c14为输出滤波电容，滤除噪声干扰和减小电压输出纹波)，电压信号3.0v作为隔离模块中光耦输出端的供电电源。
58.如图3所示，隔离模块包括三个电路结构完全相同的隔离单元，分别为第一隔离单元、第二隔离单元和第三隔离单元，第一隔离单元包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、光电耦合器u1和npn型三极管q2，r1的第一端连接u1的管脚1，r2的第一端连接u1的管脚4，r2的第二端接地，r3的第一端连接q2的基极，q2的集电极连接u1的管脚2，q2的发射极接地。第二隔离单元和第三隔离单元的电路结构与第一隔离单元的电路结构完全相同。第二隔离单元包括电阻r12、电阻r13、电阻r14、光电耦合器u5和npn型三极管q4，第三隔离单元包括电阻r19、电阻r20、电阻r21、光电耦合器u6和npn型三极管q5。
59.隔离模块的主要作用是对主控器的i/o发出的三路逻辑信号mcu-cs、mcu-sck、mcu-din进行隔离传输至后端转换模块。三个隔离单元的电路结构相同，以第一隔离单元为例，其工作原理为：输入电压vcc作为光耦u1输入端的供电电源，其中电阻r1为限流电阻，限制通过光耦输入端的电流值，防止光耦因为电流过大而损坏，逻辑信号mcu-cs为主控器i/o发出的数字信号，此信号为高低电平的形式，当mcu-cs表现为低电平时，三极管q2不导通，此时光耦u1的输入端不导通，光耦不工作，光耦的输出端不导通，输出端信号cs为低电平；当mcu-cs表现为高电平时，三极管q2导通，此时光耦u1的输入端导通，光耦工作，光耦的输出端导通，输出端信号cs为高电平；其中电阻r1、r2、r3均为限流电阻，防止光耦发生损坏。另外的两部分电路起工作方式与u1一致，三极管和相关电阻作用均与u1一致，分别对逻辑信号mcu-sck和mcu-din进行隔离传输，最后将三路逻辑信号分别传输至后端的转换模块中的dac芯片u4的cs、sclk、din管脚上。在某些实施方式中，隔离模块可以采用磁耦隔离电路。
60.转换模块包括数字模拟转换电路、跟随电路和信号放大电路；所述数字模拟转换电路用于将所述数字信号转换为初步模拟信号；所述跟随电路用于稳定所述初步模拟信号以增强所述初步模拟信号的抗干扰能力；所述信号放大电路用于对经过所述跟随电路处理后的初步模拟信号进行放大增强，得到所述模拟信号。如图4所示，数字模拟转换电路包括电阻r9和dac芯片u4；信号放大电路包括运算放大器u2a、电阻r5和电容c7；跟随电路包括包括运算放大器u2b、电阻r4和电容c3；其中，r9的第一端连接u8的输出端(u8的输出端输出电压vdac)，r9的第二端分别连接u4的辅助输入端管脚aux和使能管脚en，c3的第一端和u4的电压输出端管脚10均连接到u2b的正相输入端，c3的第二端接地，u4的工作电源输入端管脚7和输入输出电压端管脚6分别连接u8的输出端，u2b的负相输入端连接u2b的输出端，u2b的输出端连接r4的第一端，r4的第二端、r5和u2a的输出端依次连接，r4的第二端连接u2a的负相输入端，c7的第一端以及u4的输出端out管脚均连接u2a的正相输入端，c7的第二端接地。u2a的正电源端8连接u7的管脚3，接收u7输出的正电压 vo，u2a的负电源端4连接u7的管脚3，接收u7输出的负电压-vo。
61.转换模块主要是用于将数字信号转换为模拟信号，数字信号经过隔离模块后作用于u4的cs、sclk、din管脚，其中电源vdac为dac芯片u4的供电电源，r9为上拉电阻，连接在u4
的电源管脚和en管脚之间，使得芯片u4上电使能正常工作，其中u4的管脚10的输出电压为vref，管脚9的输出电压为vdaout；其中vref电压经过去耦电容c3后作用于运算放大器u2b(u2b的反相输入端与输出端短接，从而构成一个电压跟随器起到稳定信号的作用，增强信号的抗干扰能力)的正相输入端，后经过电阻r4后进入到运算放大器u2a的反相输入端，其中电阻r4和r5阻值相等，均为运算放大器u2a的反馈电阻；vdaout电压作用于运算放大器u2a的正相输入端，c7为滤波电容，保证vdaout电压的稳定，此时运算放大器u2a配合电阻r4、r5将正相和反相端输入信号进行转换，在运算放大器u2a的输出管脚(1脚)输出电压vout，其中vout与两输入电压的关系如下式所示：v
out
＝2v
daout-v
ref
，其中 vo和-vo为运放u2a的正负供电电源电压。转换模块采用了输出精度较高的dac芯片，并配合相应的信号调理电路对转换后的信号进行信号调理，增强了转换后信号的精度和稳定性。
62.如图5所示，模拟信号处理模块包括运算放大器u3、电容c6、电阻r6、npn型三极管q1和pnp型三极管q3，q1的集电极以及u3的正电源端6均连接u7的管脚3，接收u7输出的正电压 vo；q3的集电极以及u3的负电源端2均连接u7的管脚3，接收u7输出的负电压-vo；电容c6的第一端连接u3的负相输入端；c6的第二端、q1的基极、q3的基极以及r6的第一端均连接u3的输出端；q1的发射极和q3的发射极均连接r6的第二端。
63.转换模块的输出电压信号vout作用于运算放大器u3的正相输入端，其中u3和电容c6构成一个积分电路，可使得输入信号的低频分量衰减，且将运算放大器u3的两个输入端的直流电流差完全剔除，降低失调电压对电路精度的影响，同时运算放大器的高阻抗输入和低阻抗输出，可以很好的提升电路信号的抗干扰能力和驱动负载的能力。
64.积分电路的输出管脚输出的电压信号作用于后端电路中，后端电路由一个npn型三极管q1和一个pnp型三极管q3以及电阻r6组成，其中两个三极管的基极连接在一起，输出的电压信号作用于两三极管的基极上，三极管q1的集电极接电压 vo，三极管q1的发射极与三极管q3的发射极相连，三极管q3的集电极接-vo电压；
65.当vout输出为正电压时，运算放大器u3的输出管脚为正，三极管q1导通，三极管q3不导通，模拟信号流入到后端电路中；
66.当vout输出为负电压时，运算放大器u3的输出管脚为负，三极管q1不导通，三极管q3导通，模拟信号流入到后端电路中。
67.如图6所示，滤波模块包括一级rc滤波模块和二级rc滤波模块，一级rc滤波模块由电阻r7、r15、电容c1、c8、c4组成，c1的第一端接地，c1的第二端连接c4的第一端，c4的第二端连接c8的第一端，c8的第二端接地，r7的第一端连接c1的第二端，r15的第一端连接c4的第二端；二级rc滤波模块由电阻r8、r16、电容c2、c9、c5组成，c2的第一端接地，c2的第二端连接c5的第一端，c5的第二端连接c9的第一端，c9的第二端接地，r7的第二端连接c2的第二端，r15的第二端连接c5的第二端，r8的一端连接c2的第二端，r16的一端连接c5的第二端。
68.一级rc滤波模块和二级rc滤波模块可有效防止输出发生震荡，抑制外部电路干扰的作用。
69.如图7所示，输出模块主要由四个精密电阻r10、r11和r17、r18和三个保险丝f1、f2、f3组成。r10的第一端以及r11的第一端分别连接f1的一端，r10的第二端以及r11的第二端分别连接f2的一端；r17的第一端以及r18的第一端分别连接f3的一端，r17的第二端以及r18的第二端分别接地。f1的另一端连接输出端ao ，f2的另一端连接输出端ao，f3的另一端
连接输出端ao-。
70.其中精密电阻r17、r18用于电流信号的生成，电流值如下式所示：
[0071][0072]
精密电阻r10、r11用以电压信号的输出，电压值如下式所示：
[0073]
vo＝iout*(r10//r11)
[0074]
保险丝f1、f2、f3用于预防电路中发生过流故障，从而保证电路不被损坏。
[0075]
在某些实施方式中，输出模块也可以不使用保险丝f1、f2、f3，输出模块由电阻r10、r11、r17和r18组成，r10的第一端以及r11的第一端分别连接输出端ao ，r10的第二端以及r11的第二端分别连接输出端ao，r17的第一端以及r18的第一端分别连接输出端ao-，r17的第二端以及r18的第二端分别接地。
[0076]
如图8所示为本数字信号处理电路的隔离模块、转换模块、模拟信号处理模块、滤波模块和输出模块的电路图，当vout输出为正电压时，运算放大器u3的输出管脚为正，三极管q1导通，三极管q3不导通，模拟信号流入到后端电路中，其中电流信号走向为：由 vo开始，经过三极管q1、电阻r7、r8、负载、r16、r15和精密电阻r17//r18，电流值为
[0077][0078]
当vout输出为负电压时，运算放大器u3的输出管脚为负，三极管q1不导通，三极管q3导通，模拟信号流入到后端电路中，其中电流信号走向为：电流流通过地、r17//r18、r15、r16、负载、r8、r7、q3、流向-vo，电流值为
[0079][0080]
当要输出正负电流模拟信号时，外部负载接在ao (模拟信号正输出端)和ao-(模拟信号负输出端)两端，形成流经ao (模拟信号正输出端)、外部负载、ao-(模拟信号负输出端)、r16、r15以及r17和r18的并联电路的电流模拟信号，即外部负载得到电流模拟信号；当要输出电压模拟信号时，将ao(零输出端)和ao-短接，输出电流乘以端口电阻值(r10//r11)，ao 和ao-两端输出的就是电压模拟信号。电流信号的输出接口，插接在外部设备接口时，例如ao 和ao-接口则可输出正电流信号和负电流信号。
[0081]
隔离模块用于将接收到的数字信号与所述模拟信号处理模块进行隔离。
[0082]
本技术实施例提供的数字信号处理电路，隔离模块用于将接收到的数字信号与模拟信号处理模块进行隔离，转换模块用于将隔离模块所输出的数字信号转换为模拟信号，模拟信号处理模块用于对该模拟信号进行处理，得到相应的正电压信号和负电压信号，通过隔离模块的隔离作用，可以避免本电路的输出端出现异常时影响到本电路的输入端所连接的电路或设备，从而为连接在本数字信号处理电路的输入端的电路或设备提供保护功能。
[0083]
本技术实施例的数字信号处理电路的结构简单，采用的电子元器件数量较少，电路结构精简，物料成本降低，并且降低了开发难度和开发时间。对主控器端的控制信号和模拟信号输出端的两部分电路的供电电源和信号进行隔离设计，配合相应的信号转换和处理单元并在实际应用时配合不同的接线方式，可以在一套电路方案的基础上，实现模拟信号
的正负电压信号和正负电流信号的可靠输出，极大程度上减少了产品的物料成本和开发成本。
[0084]
在较低的物料成本和开发成本的基础上，同时实现正负电压信号和正负电流信号的可靠输出，使得本技术实施例的数字信号处理电路适用于绝大多数应用场景，同时极大地缩减了在电路板上的占用空间，使得产品功能开发多样性得以保证。
[0085]
对模拟输出信号设置有相应的模拟信号处理模块和滤波模块，增强了模拟输出信号的稳定性，为模拟信号的产生过程提供了较强的抗干扰能力。
[0086]
供电模块中采用了集成度较高的隔离电源芯片，对各模块与供电电源进行了有效隔离，并且输出后端电路所需的正负供电电压值，使得各部分电路模块与供电电源之间不会互相干扰，当外部设备发生故障时，不会影响主控器端电路的正常运行，增强了电路的工作可靠性。
[0087]
对主控器端的数字信号和后端的模拟信号进行隔离设计，实现了对不同电路模块间信号的可靠性隔离，当模拟输出信号端异常时，不会影响到主控器端电路的正常运行，为主控器端提供了保护。
[0088]
能够同时实现模拟信号的正负电压信号和正负电流信号的可靠输出，在pcb板上的占用空间较小，使得产品后期的可拓展性更好，也极大程度的减少了产品成本；电路的兼容性高，并可以通过不同的接线方式实现不同的信号输出，从而适用于不同场景的应用。
[0089]
参考图9和图10所示，本技术的另一实施例提供了一种数字信号处理电路，包括依次连接的供电模块、转换模块、模拟信号处理模块和输出模块；转换模块、模拟信号处理模块分别与供电模块相连接；供电模块用于为转换模块和模拟信号处理模块供电；转换模块用于将供电模块所提供的数字信号转换为模拟信号；模拟信号处理模块用于对模拟信号进行处理，得到相应的电压模拟信号；输出模块用于将电压模拟信号直接输出或者将电压模拟信号输出为电流模拟信号。
[0090]
本实施例的转换模块的电路结构与图4所示的转换模块的电路结构完全相同，本实施例的模拟信号处理模块的电路结构与图5所示的模拟信号处理模块的电路结构完全相同，本实施例的输出模块的电路结构与图7所示的输出模块的电路结构完全相同。如图10所示，本实施例的转换模块包括电阻r9、dac芯片u4、运算放大器u2a、运算放大器u2b、电阻r4、电阻r5、电阻r9、电容c3和电容c7，u4的引脚cs(即引脚3)接入mcu-cs，u4的引脚sclk(即引脚4)接入mcu-sck，u4的引脚din(即引脚5)接入mcu-din。本实施例的模拟信号处理模块包括运算放大器u3、电容c6、电阻r6、npn型三极管q1和pnp型三极管q3。本实施例的输出模块包括四个电阻r10、r11和r17、r18和三个保险丝f1、f2、f3，r17的第一端以及r18的第一端均连接到f3的一端，f3的另一端连接输出端ao-，r17的第二端以及r18的第二端分别接地；r17的第一端以及r18的第一端还连接到u3的负相输入端。当要输出电流模拟信号时，外部负载接在ao (模拟信号正输出端)和ao-(模拟信号负输出端)两端，形成流经ao (模拟信号正输出端)、外部负载、ao-(模拟信号负输出端)以及r17和r18并联电路的电流模拟信号，即外部负载得到电流模拟信号；当外部负载分别连接ao 和ao并且ao和ao-短接时，外部负载接收到ao 和ao-两端输出的电压模拟信号。
[0091]
本实施例提供的数字信号处理电路，既能够输出电压模拟信号，又能够输出电流模拟信号，包括两种模拟信号的电路，克服了现有技术的电路只能单独输出正负电流模拟
信号或正负电压模拟信号的缺陷，电路集成度高，电子元器件数量少，缩减了产品的开发周期和产品的开发成本。
[0092]
本技术的另一实施例提供了一种电子仪表设备，包括主控器以及上述任一实施方式的数字信号处理电路，所述主控器与所述隔离模块相连接。该主控器例如可以为微处理器或微控制器。
[0093]
该电子仪表设备例如可以为流量计、数据采集器、变送器或色谱仪等设备。
[0094]
本技术的上述实施例提供的电子仪表设备与本技术实施例提供的数字信号处理电路出于相同的发明构思，具有与该数字信号处理电路相同的有益效果。
[0095]
需要说明的是：
[0096]
以上所述实施例仅表达了本技术的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。