一种机载频率信号的采集电路制造技术

本实用新型专利技术属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种机载频率信号的采集电路。电路包括电压箝位电路[1]、滤波电路[2]、比较电路[3]和数字整形电路[4]，所述电压箝位电路[1]与滤波电路[2]连接，滤波电路[2]的输出端接入到比较电路，比较电路[3]的输出端连接到数字整形电路[4]。本实用新型专利技术不仅可以采集单端对地的转速信号，还适用于差分型转速信号，并且采集接口对输入信号的正负端不做限制，可以正接，也可以反接，用运算放大器代替比较器的使用，使比较器的两个阈值实现对称，提高了应用的灵活性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种机载频率信号的采集电路
本技术属于航空电子
，特别是涉及到一种机载频率信号的采集电路。
技术介绍
机载频率信号采集电路主要用于采集飞机的发动机转速，是一种比较常用的电路。传统的发动机转速信号采集电路主要通过比较器、光耦等器件将发动机转速信号调理成标准的脉冲型信号，供控制器采集，电路原理简单，如图1中，采用比较器、电阻、触发器等构成的调理电路，可以将转速信号转换成脉冲信号，供处理器采集。如图2中，用电感、电阻、电容和光耦构成的频率信号调理电路，也可以将转速信号调理成脉冲型信号，供处理器进行采集。如图1中传统的频率信号采集电路1，包括保护、比较、滤波和整形四个部分，保护电路由两个二极管组成、分别用于防止输入信号出现过高或过低的电压值；比较电路部分由一个滞回比较器组成，由于引入了反馈，不仅具有滞回特性，相应地，其抗干扰能力也得到了加强。滤波电路有一个电容组成，整形电路由两个触发器组成。该电路可以有效的实现将转速信号调理成脉冲形信号，同时具备一定的抗干扰能力。但该电路存在以下三大缺点:首先，该采集电路不适用于信号反接，“转速信号”和“转速信号地”两个信号只能采用图示的接法，反接后图示的电路无法进行正常的调理；其次，该电路只适用于单端对地型转速信号，但机上发动机信号多为差分型频率信号，而图1中的电路会造成传感器源端的正负信号阻抗不均衡，如果转速传感器的输出还并联有其他机载设备，该电路容易影响并联设备。再次，当输入转速信号的幅值逐渐变大时，因为比较器的正输入端和比较器的电源VCC之间连接有保护二极管的原因，会出现比较器的正输入端电压大于比较器电源VCC的情况，这种情况下容易出现比较器误翻转的情况，导致后端控制器脉冲信号出错。如图2中传统的频率信号采集电路2，该电路采用电感和电容滤除高频杂波、二极管为反向箝位，用于保护光耦器件内部的发光二极管。传感器送来的转速信号经接口电路箝位、滤波、整形、抗干扰处理后，进入光耦触发判断，生成处理器能够处理的脉冲型信号。但该技术也存在以下二大缺点:首先，光耦器件为电流驱动型器件，只有当发光器的驱动电流达到一定能力才能驱动后端的三极管，因此，图2的电路能否实现频率信号正常调理功能要受到诸如源端传感器输出电压幅值和输出驱动电流大小的限制。其次，该电路只能采集单端对地型频率信号，且输入信号的正负端也不能反接。
技术实现思路
专利技术目的:提供一种机载频率信号的采集电路，能够克服传统机载转速信号采集电路所存在的缺陷。技术方案:一种机载频率信号的采集电路，电路包括电压箝位电路1、滤波电路2、比较电路3和数字整形电路4，所述电压箝位电路I与滤波电路2连接，滤波电路2的输出端接入到比较电路，比较电路3的输出端连接到数字整形电路4。所述的箝位电路由四个二极管Vl、V2、V3、V4组成。所述比较电路3由运算放大器ADl和反馈电阻R3构成，运算放大器ADl的正端连接有两个二极管Vl和V2，方向相反，负端连接有两个二极管V3和V4，方向相反。数字整形电路4用MOS管V5实现，且V5为N沟道的MOS管。有益效果:本技术不仅可以采集单端对地的转速信号，还适用于差分型转速信号，并且采集接口对输入信号的正负端不做限制，可以正接，也可以反接，用运算放大器代替比较器的使用，使比较器的两个阈值实现对称，提高了应用的灵活性。【附图说明】图1为传统的转速信号采集电路I ;图2为传统的转速信号采集电路2 ；图3为本技术实施方式的电路原理框图；图4为本技术实施方式的电路图；图5为本技术调理后的波形图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步详细描述，请参阅图3至图5。一种机载频率信号的采集电路，电路包括电压箝位电路1、滤波电路2、比较电路3和数字整形电路4，所述电压箝位电路I与滤波电路2连接，滤波电路2的输出端接入到比较电路，比较电路3的输出端连接到数字整形电路4。[0021 ] 所述的箝位电路由四个二极管Vl、V2、V3、V4组成。所述比较电路3由运算放大器ADl和反馈电阻R3构成，运算放大器ADl的正端连接有两个二极管Vl和V2，方向相反，负端连接有两个二极管V3和V4，方向相反。数字整形电路4用MOS管V5实现，且V5为N沟道的MOS管。参阅图3，本技术机载转速信号采集电路由电压箝位电路1，滤波电路2，阈值比较电路3，数字整形电路4组成。本技术的工作过程如下:输入转速信号的正负端通过隔离电阻后，通过箝位电路I分别将输入转速信号的正负端电压进行箝位，保护后端的比较电路3。箝位电路I的输出连接到滤波电路2上，滤波电路2对输入信号进行滤波处理。滤波电路2的输出连接到比较电路上3的输入端上，比较电路3对滤波后的电路进行第一次整形，将转速信号调理成幅值很高的脉冲形信号。比较电路3的输出连接到数字整形电路4的输入端上，数字整形电路4将幅值很高的脉冲形信号调理成处理器可以采集的标准脉冲形信号。参阅图4:输入转速信号的正负端通过隔离电阻Rl、R2后连接到箝位电路I的输入端上，箝位电路I由四个整流二极管V1、V2、V3和V4组成，其中输入信号的正端连接两个二极管Vl和V2，正负端方向相反，输入信号的负端连接两个整流二极管V3和V4，正负端方向相反。通过箝位电路1，将输入信号的正负端对地电压都箝位到-0.7V?+0.7V范围内，为后端的电路提供保护，同时可以允许前端输入信号达到很高的电压。滤波电路2由Rl和Cl组成，通过Rl和Cl组成的低通滤波器对输入信号进行高频滤波。比较电路3由运算放大器ADl和反馈电阻R3组成，反馈电阻R3跨接在运算放大器ADl的正输入端和运算放大器ADl的输出端，通过运算放大器的正反馈构成了一个滞回比较器，提高了电路的抗干扰能力。同时，用运算放大器代替比较器可以实现比较电路正负两个阈值对OV的对称。经过比较电路3实现了整形调理电路的第一步，将转速信号调理成幅值为±15V的脉冲形信号，波形如图5中比较电路调理后的波形图。数字整形电路4由电阻R4和N沟道的MOS管组成。MOS管的VGS为1-2V，当比较电路3输出的信号为+15V时，该电压值大于MOS管的栅源电压VGS，MOS管V5导通，MOS管的漏极处为低电平；当比较电路3输出的信号为-15V时，该电压值小于MOS管的栅源电压，MOS管V5截止，MOS管的漏极处为高电平。利用MOS管的开关特性，将比较电路3输出的幅值为±15V的脉冲形信号调理成+5V的脉冲形信号，波形如图5中数字整形调理后的波形图，控制器可以对标准形的脉冲信号进行采集，计算出前端转速信号的频率值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载频率信号的采集电路，其特征在于：电路包括电压箝位电路[1]、滤波电路[2]、比较电路[3]和数字整形电路[4]，所述电压箝位电路[1]与滤波电路[2]连接，滤波电路[2]的输出端接入到比较电路，比较电路[3]的输出端连接到数字整形电路[4]。

【技术特征摘要】
1.一种机载频率信号的采集电路，其特征在于:电路包括电压箝位电路[I]、滤波电路[2]、比较电路[3]和数字整形电路[4]，所述电压箝位电路[I]与滤波电路[2]连接，滤波电路[2]的输出端接入到比较电路，比较电路[3]的输出端连接到数字整形电路[4]。2.根据权利要求1所述的一种机载频率信号的采集电路，其特征在于:所述的箝位电路由四个二极管Vl、V2、V3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安章，周波岐，周勇，
申请(专利权)人：陕西千山航空电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61