[發明專利]一種載人航天器儀表系統紅外觸摸屏硬件電路

在審

• 申請號: 201610691509.4
• 申請日: 2016-08-21
• 公開（公告）號: CN107765927A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王東玉
• 申請（專利權）人: 王東玉
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種載人航天器儀表系統紅外觸摸屏硬件電路，適用于航天領域。

背景技術

我國正在設計制造可以在空間中長期運行的載人航天器，航天器上圖像系統擬采用高清顯示系統，儀表系統是站上圖像系統的重要組成部分，提供圖像解碼和終端顯示的功能。目前載人航天器上投入使用的液晶屏，采用鍵盤或按鍵輸入方式，不具備觸摸顯示功能。對于目前的航天船載顯示，鍵盤和鼠標等輸入設備的使用很不方便，而且占用了獨立的設備及操作空間。在載人航天器綜合顯示系統中，將觸摸屏應用到儀表顯示系統是具有重要意義的。對于船載顯示設備，它要求觸摸屏具有高清晰度，高分辨率，高抗十擾能力，并且能夠精確定位。為了滿足未來我國載人航天發展的需要，有必要對載人航天器儀表觸摸屏應用做深入的研究。

目前主要的觸摸屏可以分為四大類:電阻觸摸屏、電容觸摸屏、表面聲波觸摸屏、紅外觸摸屏。前面兩種均屬于薄膜式，因為使用時需要在顯示屏前加貼薄膜。表面聲波觸摸屏的觸摸部分是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板。由于薄膜和玻璃板的存在，很大程度上影響了顯示器的光透過率。同時它們都有難以逾越的屏障，如單一傳感器的受損、老化，器件參數特性容易漂移，很難長時間穩定工作，觸摸界面怕受污染，維護繁雜等等問題。而紅外觸摸屏無需薄膜，光透過率為100%，不受電流、電壓和靜電十擾，適宜惡劣的環境條件。

發明內容

本發明提供一載人航天器儀表系統紅外觸摸屏硬件電路，在高低溫及真空等條件下均能穩定可靠地工作，滿足航天特殊環境下使用的要求。電路結構簡單，體積小，可靠性高，提高了工作效率、降低了功耗損耗。

本發明所采用的技術方案是。

載人航天器儀表系統紅外觸摸屏硬件電路由紅外對管基本工作電路、橫向發射管燈陣及控制電路、橫向紅外接收管電路、電流輸出電路組成。

所述紅外對管基本工作電路中，紅外發射管選用中國臺灣億光公司的IR26-51CL110TR8，采用雙端小型表貼封裝，具有低導通電壓，與紅外接收管匹配性強，不含鉛和高分子聚合物等污染物，發射功率相對較大等優點。它的峰值波長是940 nm(工作電流為20 mA時)。光敏三極管選用該公司的PT26-S1B/TR8，采用雙端小型表貼封裝，具有響應時間短，靈敏度高，結電容小，不含鉛和高分子聚合物等污染物，尤其適用于紅外接收。

所述橫向發射管燈陣及控制電路中，紅外發射管的工作電流為32.5 mA。由于集成電路的輸出無法負荷該工作電流，采用開關三極管電路進行通斷控制，發射管正極由54HC138和PNP型三極管控制接通電源，負極由54HC238和NPN型三極管控制接地。兩端譯碼器的控制線組成發射管矩陣電路。RGCC4051模擬開關控制三極管集電極與電源端導通，54AC 138控制發射極接地。為保證紅外發射管與相對的接收管同步工作，采用與發射管相同的控制信號。

所述橫向紅外接收管電路中，紅外接收管采用中國臺灣億光公司的PT26-S 1B-TR8型光敏三極管，與紅外發射管配對使用。接收電路采用三極管共射放大電路，接收管工作在放大區。

所述電流輸出電路采用MAX417芯片使用PWM方式調節輸出電壓。控制芯片P輸出不同占空比的PWM方波信號，幅值為0～3.3V。然后經過積分電路得到直流分量，通過射隨電路進行阻抗變換，再通過V/I變換電路實現4～20mA電流信號輸出。

本發明的有益效果是：電路結構簡單，體積小，可靠性高，提高了工作效率、降低了功耗損耗。在高低溫及真空等條件下均能穩定可靠地工作，滿足航天特殊環境下使用的要求。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的紅外對管基本工作電路。

圖2是本發明的橫向發射管燈陣及控制電路。

圖3是本發明的橫向紅外接收管電路。

圖4是本發明的電流輸出電路。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，紅外對管基本工作電路中，紅外發射管選用中國臺灣億光公司的IR26-51CL110TR8，采用雙端小型表貼封裝，具有低導通電壓，與紅外接收管匹配性強，不含鉛和高分子聚合物等污染物，發射功率相對較大等優點。它的峰值波長是940 nm(工作電流為20 mA時)。光敏三極管選用該公司的PT26-S1B/TR8，采用雙端小型表貼封裝，具有響應時間短，靈敏度高，結電容小，不含鉛和高分子聚合物等污染物，尤其適用于紅外接收。