一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路制造技术

本发明专利技术属于飞机发动机参数采集领域。为解决航空活塞式发动机磁电机信号幅值高、干扰大带来的采集精度差的问题，提出了一种小型活塞发动机磁电机信号采集电路，对磁电机信号依次进行高压衰减、全波整流、电压箝位和数字滤波处理，能够有效降低磁电机信号幅值和滤除干扰信号，解决了磁电机信号采集的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路
本专利技术属于飞机发动机参数采集领域，具体涉及一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路。
技术介绍
航空活塞式发动机的点火系统分为电平点火系统和磁电机点火系统两类。目前广泛应用的是磁电机点火系统。磁电机由磁路、低压电路、高压电路和起动电路组成，由起动振荡器产生交变压电流，当延迟断电器断开时，在左磁/右磁次级线圈诱导产生高压感应电势，送入各缸电嘴点火。磁电机点火次数与转速成正比，因此可通过采集磁电机信号频率计算小型飞机发动机转速参数。磁电机信号具有幅值高、干扰大等特点和交流特性，给采集带来一定难度。本专利技术提出了一种小型活塞发动机磁电机信号采集电路，通过高压衰减、全波整流、电压箝位和数字滤波等方法，有效解决了磁电机信号采集的难题。
技术实现思路
专利技术目的：为解决活塞式发动机磁电机信号采集困难的问题。技术方案：一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路，包括高压衰减电路、全波整流电路、电压箝位电路、数字滤波电路；信号进入高压衰减电路后，将磁电机信号衰减到10V以下，衰减后信号经过全波整流后进入电压箝位电路，最后通过数字滤波电路成为可采集的电压信号；其中，高压衰减电路，包括外部衰减和内部衰减两部分，其中外部衰减使用可调电阻，内部衰减电阻阻值固定，外部衰减电阻与内部衰减电阻串联。全波整流电路，包括4个整流用二极管，两两串联后并联，其中二极管使用的GND1和GND2的地需要隔离。数字滤波电路，由可编程逻辑实现，其功能包括去亚稳态和滤除有效信号附近干扰信号。电压箝位电路，包括限流二极管及电压放大两部分。限流部分包括电阻R3、R4、R6,二极管V5，电容C1、C2。二极管V5、电阻R6、二极管V6和电阻R4依次串联，其中二极管V5正端接全波整流电路输出信号，电阻R4另一端接GND1，电阻R3一端、电容C1正端分别接二极管V5的正、负两端，电阻R3另一端、电容C1负端接GND1，电容C2并联在二极管V6两端。电压放大部分包括运算放大器N、电阻R5、R7、R8和R9。电阻R5两端分别连接二极管V6负端和运算放大器N输入负端，电阻R7两端分别连接二极管V6正端和运算放大器N输入正端，电阻R8两端分别连接运算放大器输入负端和其输出端，电阻R9两端分别连接运算放大器输入正端和GND1。本专利技术还提出了一种小型活塞式发动机磁电机信号采集方法，信号依次通过高压衰减电路、全波整流电路、电压箝位电路、数字滤波电路，具体步骤如下：步骤一；高压衰减电路：如图1所示，采用内部和外部两级衰减，内部衰减电阻R1、R2值固定，外部衰减电阻RW值可调。根据不同型号磁电机信号的最高电压值，调节外部衰减电阻RW的值，以使经外部电阻RW衰减后电压信号R_signal值保持在一个内部采集电路可接受的范围内；步骤二；全波整流电路：如图1所示，全波整流电路使用的电源地为AGND，AGND对应电源与磁电机信号GND对应的电源是隔离的；步骤三；电压箝位电路：如图1所示，电压箝位电路分为限流和放大两部分，经全波整流后信号经过滤波和二极管箝位后，电压幅值被箝位到二极管PN结导通时的两端压降，为后续信号处理，该信号经一级放大电路放大到TTL电平的幅值；步骤四；数字滤波电路：为防止前级信号对后级电路造成干扰，经箝位后电压经过光电耦合器隔离后进入可编程逻辑芯片。在可编程逻辑芯片内，为预防亚稳态发生，信号先经过两级触发器同步后，然后进入数字滤波电路，滤除磁电机有效信号附近特定时间的干扰信号。本专利技术的技术效果：解决了磁电机信号幅值高、干扰大等特点和交流特性采集困难的问题，采集到的磁电机信号计算出的转速与实际转速误差小，精度高；本方法直接采集发动机自身信号，不需要新增转速传感器，降低设计复杂度和成本。附图说明图1为磁电机信号采集电路图。具体实施方式具体实施方案如下：(1)高压衰减电路；外部衰减电阻选用74kΩ阻值，内部衰减电阻R1、R2分别选用3kΩ和8kΩ阻值，经衰减后最大电压值约为±8V左右；(2)全波整流电路：选用BAS32二极管，经全波整流后，0V以下电压均被反向为正电压，即全波整流后输出信号电压值均在0至8V之间；(3)电压箝位电路：C1、C2选用1nF磁介质电容，R3、R4、R6选用1kΩ阻值电阻，R5、R7选用10kΩ阻值电阻二极管V5、V6选用BAS32，运放选用AD8606,经电压箝位电路后，输出信号电压值为3.3V左右；(4)数字滤波电路：数字滤波电路选用CPLD芯片XC95288，电压箝位电路输出信号进入芯片后，先经过两级触发器同步后，再采用计数器对首个上升沿附近5ns时间内的干扰信号进行滤除，经数字滤波电路信号使用DSP芯片TMS320C2812EVA部分功能采集计算频率；经在某型活塞式发动机发动机上实测，通过本方法采集到的磁电机信号计算出的转速与实际转速误差小于10r/m，效果良好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路，其特征在于：包括高压衰减电路、全波整流电路、电压箝位电路、数字滤波电路；磁电机信号进入高压衰减电路进行幅值衰减，衰减后信号经过全波整流后进入电压箝位电路，最后通过数字滤波电路后输入数字信号处理器进行采集；所述高压衰减电路包括外部衰减和内部衰减两部分，其中外部衰减使用可调电阻，内部衰减电阻阻值固定，外部衰减电阻与内部衰减电阻串联；所述全波整流电路，包括4个整流用二极管，两两串联后并联，其中二极管使用的GND1和GND2的地需要隔离；所述电压箝位电路，包括限流部分及电压放大两部分；所述数字滤波电路，由可编程逻辑实现，其功能包括去亚稳态和滤除有效信号附近干扰信号。

【技术特征摘要】
1.一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路，其特征在于：包括高压衰减电路、全波整流电路、电压箝位电路、数字滤波电路；磁电机信号进入高压衰减电路进行幅值衰减，衰减后信号经过全波整流后进入电压箝位电路，最后通过数字滤波电路后输入数字信号处理器进行采集；所述高压衰减电路包括外部衰减和内部衰减两部分，其中外部衰减使用可调电阻，内部衰减电阻阻值固定，外部衰减电阻与内部衰减电阻串联；所述全波整流电路，包括4个整流用二极管，两两串联后并联，其中二极管使用的GND1和GND2的地需要隔离；所述电压箝位电路，包括限流部分及电压放大两部分；所述数字滤波电路，由可编程逻辑实现，其功能包括去亚稳态和滤除有效信号附近干扰信号。2.根据权利要求1所述的一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路，其特征在于，所述限流部分包括电阻R3、R4、R6,二极管V5，电容C1、C2；二极管V5、电阻R6、二极管V6和电阻R4依次串联，其中二极管V5正端接全波整流电路输出信号，电阻R4另一端接GND1，电阻R3一端、电容C1正端分别接二极管V5的正、负两端，电阻R3另一端、电容C1负端接GND1，电容C2并联在二极管V6两端。3.根据权利要求1所述的一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路，其特征在于，所述电压放大部分包括运算放大器N、电阻R5、R7、R8和R9；电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：景得胜，缑丽敏，高浩，蒋谢刚，韩亮，旷文聪，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61