[發(fā)明專利]機(jī)車輔助控制單元采樣處理電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110248061.6
• 申請(qǐng)日: 2011-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN102347770A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢巍;何勇軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國北車集團(tuán)大連機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/54
• 分類號(hào): H03M1/54
• 代理公司: 大連萬友專利事務(wù)所 21219
• 代理人: 任力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)車輔助控制單元采樣處理電路，包括多路由FPGA控制的AD采樣電路，其中每一路由FPGA控制的AD采樣電路都包括：EMC濾波電路；電流電壓轉(zhuǎn)換電路；高頻濾波電路；放大電路；偏置電路；將經(jīng)過模擬電路處理的信號(hào)作模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換電路；隔離電路；用于讀取AD電路數(shù)字值，設(shè)置故障門限值，觸發(fā)相應(yīng)故障位的FPGA芯片；讀取FPGA處理的數(shù)據(jù)和故障代碼，并在軟件上做相應(yīng)處理的DSP處理芯片。?

背景技術(shù)

機(jī)車輔助控制單元是機(jī)車輔助控制系統(tǒng)的核心部分，它可以將外圍傳感器測量得到的電壓、電流、溫度、風(fēng)量等傳感器信號(hào)經(jīng)過AD采樣電路處理后，傳遞到駕駛員控制中心，方便機(jī)車駕駛?cè)藛T及時(shí)對(duì)各種情況進(jìn)行處理。現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)不同的采樣對(duì)象，分別設(shè)計(jì)了不同的電路，以適應(yīng)不同采樣對(duì)象不同的特點(diǎn)。這樣的設(shè)計(jì)需要針對(duì)不同的測量對(duì)象設(shè)計(jì)不同的電路，在需要測量的對(duì)象較多時(shí)，電路的初步設(shè)計(jì)工作的工作量非常大。同時(shí)由于不同對(duì)象的電路板不能互換使用，需要針對(duì)不同的電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)備不同的電路備板，才能保證電路維修的需要。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)機(jī)車外圍傳感器測量得到電壓、電流、溫度、風(fēng)量等多路模擬信號(hào)，通過由FPGA控制AD采樣電路的優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，使一種電路結(jié)構(gòu)適應(yīng)不同測量對(duì)量要求，降低設(shè)計(jì)制造成本及后期維護(hù)成本。?

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：機(jī)車輔助控制單元采樣處理電路，包括多路由FPGA控制的AD采樣電路，其中每一路由FPGA控制的AD采樣電路都包括：EMC濾波電路；電流電壓轉(zhuǎn)換電路；高頻濾波電路；放?大電路；偏置電路；將經(jīng)過模擬電路處理的信號(hào)作模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換電路；隔離電路；用于讀取AD電路數(shù)字值，設(shè)置故障門限值，觸發(fā)相應(yīng)故障位的FPGA芯片；讀取FPGA處理的數(shù)據(jù)和故障代碼，并在軟件上做相應(yīng)處理的DSP處理芯片，其特征在于：每一路由FPGA控制的AD采樣電路結(jié)構(gòu)相同。?

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述模擬輸入信號(hào)AIN0+、AIN0-由J12_2、J12_1端口進(jìn)入采樣電路。所述EMC濾波電路由電容C369、C370組成，其共同端接地，另一端分別與J12_2、J12_1端口相連。所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路由電阻R452、R199、R199A并聯(lián)組成，用于將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。所述高頻濾波電路由電容C5、C6、C81、C82與相鄰電阻構(gòu)成高頻濾波電路。所述放大電路由RR14、R15、R16和運(yùn)算放大器A21構(gòu)成的運(yùn)算放大電路，將輸入電壓信號(hào)幅值變換到0-3.33V，適合AD轉(zhuǎn)換芯片AD7476工作。所述偏置電路通過焊上跳線R202，移去跳線R203，就增加了偏置電路，保證通道在外接交流信號(hào)時(shí)運(yùn)算放大電路輸出正向電壓。所述AD轉(zhuǎn)換電路，主要是芯片AD7476，它可以將0-3.33V的模擬電壓轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字量。所述的FPGA芯片是XC3S1500，F(xiàn)PGA為AD7476提供選通信號(hào)ADC_No_isolated_Csn讀寫時(shí)鐘信號(hào)ADC_No_isolated_SCLK和串行輸入輸出總線ADC_No_isolated_SData(0)，通過I2C的方式讀取AD7476轉(zhuǎn)換得到的12位數(shù)字量，并做進(jìn)一步處理。所述的FPGA芯片工作于主串模式。?

本發(fā)明通過由FPGA芯片控制的AD采樣電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的測量對(duì)象設(shè)計(jì)相同的電路，在需要測量的對(duì)象較多時(shí)。使電路的初步設(shè)計(jì)工作的工作量較小。同時(shí)由于不同對(duì)象的電路板能互換使用，不需要針對(duì)不同的要求進(jìn)行重復(fù)性電路設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)輔助控制單元采樣處理電路的簡統(tǒng)化設(shè)計(jì)，以少量電路板備件就能保證電路維修的需要，降低設(shè)計(jì)制造成本及后期維護(hù)成本。?

附圖說明

圖1為機(jī)車輔助控制單元采樣處理電路原理框圖；?

圖2的機(jī)車輔助控制單元采樣處理電路優(yōu)選方案的電氣原理圖?

具體實(shí)施方式

如圖1所示的機(jī)車輔助控制單元采樣處理電路，包括多路由FPGA控制AD采樣的電路，其中每一路由FPGA控制的AD采樣電路都包括：EMC濾波電路；電流電壓轉(zhuǎn)換電路；高頻濾波電路；放大電路；偏置電路；將經(jīng)過模擬電路處理的信號(hào)作模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換電路；隔離電路；用于讀取AD電路數(shù)字值，設(shè)置故障門限值，觸發(fā)相應(yīng)故障位的FPGA芯片；讀取FPGA處理的數(shù)據(jù)和故障代碼，并在軟件上做相應(yīng)處理的DSP處理芯片，其特征在于：每一路由FPGA控制的AD采樣電路結(jié)構(gòu)相同。?